Kako se 5G mreže šire na gusto naseljene scenarije kao što su urbane zgrade i industrijski parkovi, kontradikcija između potencijala visoke propusnosti frekvencijskih pojaseva milimetarskih valova i mogućnosti pokrivenosti signalom postupno postaje očita. Kao ključni uređaj za rješavanje ovog problema, male bazne stanice milimetarskih valova imaju svoju unutarnju tiskanu ploču odgovornu za osnovne funkcije kao što su prijenos i prijem signala, pojačanje snage i obrada pretvorbe frekvencije. To je "živčani centar" koji određuje performanse bazne stanice. Ovaj PCB dizajniran posebno za frekvencijski pojas milimetarskih valova ima posebne zahtjeve za odabir materijala, točnost procesa i performanse, što ga čini važnom potporom za promicanje poboljšanja pokrivenosti 5G mrežom.
1, Zahtjevi temeljne izvedbe za prilagodbu karakteristikama milimetarskih valova
Iznimno nizak gubitak prijenosa: Signali u frekvencijskom pojasu milimetarskih valova (obično iznad 24 GHz) gube iznimno brzo tijekom prijenosa, što zahtijeva da tiskana ploča ima izvrsna dielektrična svojstva. Korištenje posebnih materijala s niskim dielektričnim konstantama, kao što su Dk vrijednosti ispod 3,0 i niski dielektrični gubici, kao što su Df vrijednosti ispod 0,002, kao što su modificirani politetrafluoroetilen i keramički punjeni kompozitni materijali, mogu učinkovito smanjiti prijenos signala u krugovima tiskanih ploča. Na frekvencijskom pojasu od 28 GHz, gubitak prijenosa po centimetru visoko{6}}kvalitetne tiskane ploče s milimetarskim valovima može se kontrolirati unutar 0,5 dB, osiguravajući da signal može održati dovoljnu snagu nakon više-stupanjskog pojačanja i pretvorbe frekvencije, udovoljavajući zahtjevima unutarnje i vanjske pokrivenosti kratkog-dometa.
Stabilne visoko{0}}frekventne karakteristike: signali milimetarskih valova izuzetno su osjetljivi na promjene u fizičkim parametrima tiskane ploče, a fluktuacije u temperaturi i vlažnosti okoliša mogu uzrokovati pomake dielektrične konstante, što utječe na stabilnost prijenosa signala. Stoga, PCB male bazne stanice milimetarskog vala treba koristiti supstrat s visokim koeficijentom toplinskog širenja i bakrenom folijom, a stopa promjene dielektrične konstante treba se kontrolirati unutar ± 2% unutar radnog temperaturnog raspona od -40 stupnjeva do 85 stupnjeva. Ova stabilnost osigurava da bazna stanica može održavati stabilan prijenos signala i kvalitetu prijema čak iu visokotemperaturnim računalnim sobama ljeti ili vanjskim okruženjima zimi, izbjegavajući prekide komunikacije uzrokovane pomicanjem karakteristika materijala.
Sposobnost učinkovitog rasipanja topline: osnovne komponente kao što su pojačala snage i mikseri u malim baznim stanicama milimetarskog vala stvaraju veliku količinu topline tijekom rada, a visoko{0}}frekventni prijenos signala posebno je osjetljiv na promjene temperature. PCB optimizira distribuciju bakrenih slojeva, postavlja veliko{2}}površinsko uzemljenje bakrene opne i namjenske kanale za raspršivanje topline i brzo provodi toplinu generiranu tijekom rada uređaja do rebara za raspršivanje topline kućišta bazne stanice. U tipičnim radnim uvjetima, toplinska vodljivost PCB-a mora doseći 1,5 W/(m · K) ili više, osiguravajući da se temperatura spoja uređaja za napajanje kontrolira ispod 125 stupnjeva kako bi se izbjegla degradacija performansi ili oštećenje uređaja uzrokovano pregrijavanjem.
Mogućnost zaštite od elektromagnetskih smetnji: Bazna stanica milimetarskih valova ima kompaktan unutarnji prostor, s gusto raspoređenim komponentama kao što su više-kanalni primopredajni moduli signala i moduli napajanja, što je čini vrlo osjetljivom na elektromagnetske smetnje. Usvajanjem više-slojne zaštitne strukture, PCB striktno odvaja sloj RF signala, sloj digitalne kontrole i sloj napajanja. U isto vrijeme, zaštitne trake za uzemljenje postavljaju se pored kritičnih krugova za suzbijanje elektromagnetskih smetnji ispod -80 dB. Ovaj dizajn može učinkovito izbjeći preslušavanje signala između različitih modula, osigurati da signali milimetarskih valova mogu održati čiste valne oblike u složenim elektromagnetskim okruženjima i poboljšati osjetljivost prijema baznih stanica.
2, Proboj u proizvodnim procesima za rješavanje visokofrekventnih izazova
Visoko precizno formiranje strujnog kruga: Valna duljina signala milimetarskih valova je izuzetno kratka, kao što je oko 10,7 milimetara u frekvencijskom pojasu od 28 GHz. Odstupanje veličine sklopa na tiskanoj ploči može uzrokovati probleme poput refleksije signala i povećanja omjera stojnog vala. Korištenjem tehnologije laserskog izravnog snimanja, točnost širine linije može se kontrolirati unutar ± 0,01 mm, hrapavost ruba linije je manja od 1 μm, a točnost karakteristične impedancije od 50 Ω može se kontrolirati unutar ± 5%. Ova visoko{9}}precizna linija može smanjiti prijelazne pojave impedancije tijekom prijenosa signala, smanjiti omjer stojnog vala (VSWR) i povećati učinkovitost prijenosa energije bazne stanice na više od 80%.
Mikro via tehnologija obrade: Kako bi se postiglo međuslojno povezivanje signala više-slojne tiskane ploče i izbjegle smetnje via na visoko-frekventnim signalima, male tiskane ploče baznih stanica milimetarskog vala često imaju dizajn mikro via. Slijepe rupe promjera manjeg od 0,1 mm obrađene tehnologijom laserskog bušenja imaju glatke stjenke rupa bez ivica, što može smanjiti gubitak refleksije signala na prolaznoj -rupi. Galvanizacija kroz rupe usvaja visoko raspršeni postupak bakrenja kako bi se osigurala jednolika debljina bakrenog sloja na stijenci rupe (odstupanje manje od ili jednako 10%), osigurala vodljivost i mehanička čvrstoća međuslojnih spojeva i izbjegao prekid kanala uzrokovan kvarom na otvoru.
Optimizacija procesa površinske obrade: RF sučelje i jastučići uređaja tiskane ploče s milimetarskim valovima moraju imati dobru vodljivost i otpornost na oksidaciju kako bi se smanjio gubitak signala na spojnim točkama. Usvajanjem procesa pozlaćivanja bez elektroličkog nikla, debljina sloja zlata kontrolira se na 0,1 μm ili više, a debljina sloja nikla kontrolira se na 5 μm ili više, što osigurava pouzdanost lemljenog spoja i smanjuje kontaktni otpor na sučelju. Ova metoda obrade površine može minimizirati diskontinuitet impedancije na točki lemljenja između RF konektora i tiskane ploče, osiguravajući da je gubitak refleksije signala na sučelju manji od -20dB.
3, Podrška vrijednosti primjene različitih scenarija
Pokrivenost gradskih zgrada: U velikim zgradama kao što su uredske zgrade i trgovački centri, tradicionalni signali milimetarskih valova makro baznih stanica teško prolaze kroz zidove. Mala bazna stanica milimetarskih valova postavljena u hodnicima i stropovima osigurava stabilnu pokrivenost signalom unutar radijusa od 50 metara u zatvorenom prostoru zahvaljujući karakteristikama niskih gubitaka svoje unutarnje tiskane ploče, podržavajući pristup velikom-brzinom za stotine terminala po kvadratnom metru. U takvim scenarijima, sposobnost tiskane ploče protiv -smetnji je posebno važna, jer može izbjeći utjecaj elektromagnetske buke koju stvara oprema kao što su dizala i centralni klima uređaj na signale, osiguravajući glatko iskustvo za aplikacije kao što su uredske video konferencije i AR navigacija.
Industrijski proizvodni park: Industrijski internet ima hitnu potrebu za velikom propusnošću i malim kašnjenjem milimetarskog vala. Male bazne stanice milimetarskih valova preuzimaju zadatke kao što su-prijenos podataka opreme u stvarnom vremenu, prijenos slike visoke-razlučivosti strojnog vida u scenama inteligentne proizvodnje. Stabilne visoko{4}}frekventne karakteristike njegove PCB-a mogu osigurati brzinu prijenosa od preko 10 Gbps u jakom elektromagnetskom okruženju gdje više alatnih strojeva radi istovremeno u radionici, ispunjavajući zahtjeve razine odziva mikrosekunde za upute za upravljanje industrijskim robotom. U isto vrijeme, otpornost PCB-a na visoke temperature omogućuje mu prilagođavanje cjelogodišnjem-radnom okruženju iznad 35 stupnjeva u radionici, smanjujući učestalost održavanja opreme uzrokovanu visokom temperaturom.
Scenarij prometnog čvorišta: u gusto naseljenim područjima kao što su terminali zračnih luka i-brze željezničke stanice, male bazne stanice milimetarskog vala moraju se nositi s iznenadnim velikim zahtjevima za povezivanjem. Učinkovit dizajn PCB-a za raspršivanje topline osigurava da pojačala snage i druge komponente i dalje mogu raditi stabilno dok bazna stanica pruža-mrežne usluge velike brzine tisućama putnika istovremeno, izbjegavajući degradaciju propusnosti uzrokovanu pregrijavanjem. Njegov kompaktni dizajn također omogućuje fleksibilnu instalaciju baznih stanica u uskim prostorima kao što su stupovi i stropovi, tvoreći besprijekornu pokrivenost gustim rasporedom i rješavajući problem zagušenja tradicionalnih mreža u prepunim područjima.
Pametne aplikacije za mjesta: velika mjesta kao što su sportski objekti i koncertne dvorane doživjela su skok u potražnji za propusnošću za video prijenos uživo visoke-razlučivosti, AR interakciju s publikom i druge usluge tijekom događaja. Mogućnost prijenosa malih gubitaka milimetarskog vala male bazne stanice može podržati vršnu brzinu od preko 1 Gbps za jednu baznu stanicu, zadovoljavajući potrebe tisuća gledatelja koji istovremeno učitavaju 4K videozapise. U isto vrijeme, stabilna izvedba PCB-a osigurava da se stopa pogreške prijenosa i prijema signala kontrolira ispod 10 ^ -6 kada je veliki broj bežičnih uređaja istovremeno spojen na baznu stanicu, osiguravajući glatkoću emitiranih slika uživo i interaktivnih uputa u stvarnom vremenu.