Καθώς τα δίκτυα 5G επεκτείνονται σε πυκνοκατοικημένα σενάρια όπως αστικά κτίρια και βιομηχανικά πάρκα, η αντίφαση μεταξύ του υψηλού δυναμικού εύρους ζώνης των ζωνών συχνοτήτων κυμάτων χιλιοστών και των δυνατοτήτων κάλυψης σήματος γίνεται σταδιακά εμφανής. Ως βασική συσκευή για την επίλυση αυτού του προβλήματος, οι μικροί σταθμοί βάσης κυμάτων χιλιοστού έχουν το εσωτερικό τους pcb υπεύθυνο για βασικές λειτουργίες, όπως η μετάδοση και λήψη σήματος, η ενίσχυση ισχύος και η επεξεργασία μετατροπής συχνότητας. Είναι το «νευρικό κέντρο» που καθορίζει την απόδοση του σταθμού βάσης. Αυτό το pcb που έχει σχεδιαστεί ειδικά για τη ζώνη συχνοτήτων κυμάτων χιλιοστών έχει ειδικές απαιτήσεις για την επιλογή υλικού, την ακρίβεια της διαδικασίας και την απόδοση, καθιστώντας το μια σημαντική υποστήριξη για την προώθηση της βελτίωσης της κάλυψης του δικτύου 5G.
1, Βασικές απαιτήσεις απόδοσης για προσαρμογή σε χαρακτηριστικά κυμάτων χιλιοστών
Εξαιρετικά χαμηλή απώλεια μετάδοσης: Τα σήματα στη ζώνη συχνοτήτων κύματος χιλιοστών (συνήθως πάνω από 24 GHz) εξασθενούν εξαιρετικά γρήγορα κατά τη μετάδοση, κάτι που απαιτεί η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος να έχει εξαιρετικές διηλεκτρικές ιδιότητες. Η χρήση ειδικών υλικών με χαμηλές διηλεκτρικές σταθερές, όπως τιμές Dk κάτω από 3,0 και χαμηλές διηλεκτρικές απώλειες, όπως τιμές Df κάτω από 0,002, όπως τροποποιημένο πολυτετραφθοροαιθυλένιο και σύνθετα υλικά με κεραμικά, μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά τις απώλειες μετάδοσης σημάτων σε κυκλώματα pcb. Στη ζώνη συχνοτήτων των 28 GHz, η απώλεια μετάδοσης ανά εκατοστό της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος κύματος υψηλής ποιότητας-χιλιοστών μπορεί να ελεγχθεί εντός 0,5 dB, διασφαλίζοντας ότι το σήμα μπορεί να διατηρήσει επαρκή ισχύ μετά από ενίσχυση πολλαπλών σταδίων και μετατροπή συχνότητας, ανταποκρινόμενη στις απαιτήσεις κάλυψης εσωτερικών και εξωτερικών σχέσεων{9}.
Σταθερά χαρακτηριστικά υψηλής-συχνότητας: Τα σήματα κυμάτων χιλιοστών είναι εξαιρετικά ευαίσθητα στις αλλαγές στις φυσικές παραμέτρους της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος και οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας και της υγρασίας του περιβάλλοντος μπορεί να προκαλέσουν μετατοπίσεις της διηλεκτρικής σταθεράς, επηρεάζοντας έτσι τη σταθερότητα της μετάδοσης σήματος. Επομένως, ο μικρός σταθμός βάσης pcb κυμάτων χιλιοστών πρέπει να χρησιμοποιεί ένα υπόστρωμα με υψηλό συντελεστή θερμικής διαστολής και αντιστοίχιση φύλλου χαλκού και ο ρυθμός μεταβολής της διηλεκτρικής σταθεράς θα πρέπει να ελέγχεται εντός ± 2% εντός του εύρους θερμοκρασίας εργασίας από -40 μοίρες έως 85 μοίρες . Αυτή η σταθερότητα διασφαλίζει ότι ο σταθμός βάσης μπορεί να διατηρεί σταθερή ποιότητα μετάδοσης σήματος και λήψης ακόμη και σε δωμάτια υπολογιστών υψηλής θερμοκρασίας το καλοκαίρι ή σε εξωτερικούς χώρους το χειμώνα, αποφεύγοντας διακοπές επικοινωνίας που προκαλούνται από χαρακτηριστική μετατόπιση υλικού.
Αποτελεσματική ικανότητα απαγωγής θερμότητας: Βασικά εξαρτήματα, όπως ενισχυτές ισχύος και μείκτες σε κύμα χιλιοστού, μικροί σταθμοί βάσης παράγουν μεγάλη ποσότητα θερμότητας κατά τη λειτουργία και η μετάδοση σήματος{0}}υψηλής συχνότητας είναι ιδιαίτερα ευαίσθητη στις αλλαγές θερμοκρασίας. Το pcb βελτιστοποιεί την κατανομή των στρωμάτων χαλκού, δημιουργεί μεγάλη-χάλκινη γείωση γείωσης και ειδικά κανάλια απαγωγής θερμότητας και μεταφέρει γρήγορα τη θερμότητα που παράγεται κατά τη λειτουργία της συσκευής στα πτερύγια απαγωγής θερμότητας του περιβλήματος του σταθμού βάσης. Σε τυπικές συνθήκες εργασίας, η θερμική αγωγιμότητα του pcb πρέπει να φτάσει τα 1,5 W/(m · K) ή μεγαλύτερη, διασφαλίζοντας ότι η θερμοκρασία σύνδεσης των συσκευών ισχύος ελέγχεται κάτω από 125 βαθμούς για να αποφευχθεί η υποβάθμιση της απόδοσης ή η ζημιά της συσκευής που προκαλείται από υπερθέρμανση.
Δυνατότητα κατά των ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών: Ο σταθμός βάσης κυμάτων χιλιοστών έχει έναν συμπαγή εσωτερικό χώρο, με εξαρτήματα όπως μονάδες πομποδέκτη σήματος πολλαπλών-καναλιών και μονάδες ισχύος πυκνά διατεταγμένες, καθιστώντας τον εξαιρετικά ευαίσθητο σε ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές. Υιοθετώντας μια δομή θωράκισης πολλαπλών-επιπέδων, το pcb διαχωρίζει αυστηρά το επίπεδο σήματος RF, το επίπεδο ψηφιακού ελέγχου και το επίπεδο ισχύος. Ταυτόχρονα, λωρίδες θωράκισης γείωσης τοποθετούνται δίπλα σε κρίσιμα κυκλώματα για την καταστολή ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών κάτω από -80dB. Αυτός ο σχεδιασμός μπορεί να αποφύγει αποτελεσματικά την αλληλεπίδραση σήματος μεταξύ διαφορετικών μονάδων, να διασφαλίσει ότι τα σήματα κυμάτων χιλιοστών μπορούν να διατηρήσουν καθαρές κυματομορφές σε πολύπλοκα ηλεκτρομαγνητικά περιβάλλοντα και να βελτιώσει την ευαισθησία λήψης των σταθμών βάσης.
2, Επανάσταση στις διαδικασίες παραγωγής για την αντιμετώπιση των προκλήσεων υψηλής συχνότητας
Σχηματισμός κυκλώματος υψηλής ακρίβειας: Το μήκος κύματος των σημάτων κύματος χιλιοστών είναι εξαιρετικά μικρό, όπως περίπου 10,7 χιλιοστά στη ζώνη συχνοτήτων 28 GHz. Η απόκλιση μεγέθους του κυκλώματος στο PCB μπορεί να προκαλέσει προβλήματα όπως η ανάκλαση του σήματος και η αύξηση του λόγου στάσιμων κυμάτων. Με τη χρήση τεχνολογίας άμεσης απεικόνισης λέιζερ, η ακρίβεια του πλάτους γραμμής μπορεί να ελεγχθεί εντός ± 0,01 mm, η τραχύτητα του άκρου της γραμμής είναι μικρότερη από 1 μ m και η ακρίβεια της χαρακτηριστικής αντίστασης 50 Ω μπορεί να ελεγχθεί εντός ± 5%. Αυτή η γραμμή υψηλής
Τεχνολογία επεξεργασίας Micro via: Προκειμένου να επιτευχθεί σύνδεση σήματος ενδιάμεσου επιπέδου της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος πολλαπλών-στρώσεων και να αποφευχθούν παρεμβολές μέσων σε σήματα υψηλής-συχνότητας, η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος μικρού σταθμού βάσης κυμάτων χιλιοστών συχνά υιοθετεί τη σχεδίαση micro via. Οι τυφλές οπές με διάμετρο μικρότερη από 0,1 mm που επεξεργάζονται μέσω της τεχνολογίας διάτρησης με λέιζερ έχουν λεία τοιχώματα οπών χωρίς γρέζια, τα οποία μπορούν να μειώσουν την απώλεια ανάκλασης σήματος στην διαμπερή-οπή. Η ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση μέσω οπών υιοθετεί μια διαδικασία επιμετάλλωσης χαλκού με μεγάλη διασπορά για να εξασφαλίσει ομοιόμορφο πάχος του στρώματος χαλκού στο τοίχωμα της οπής (απόκλιση μικρότερη ή ίση με 10%), να εξασφαλίσει την αγωγιμότητα και τη μηχανική αντοχή των συνδέσεων ενδιάμεσων στρωμάτων και να αποφύγει τη διακοπή του καναλιού που προκαλείται από αστοχία.
Βελτιστοποίηση διαδικασίας επεξεργασίας επιφάνειας: Η διεπαφή ραδιοσυχνοτήτων και τα μαξιλαράκια συσκευής της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος κυμάτων χιλιοστών πρέπει να έχουν καλή αγωγιμότητα και αντίσταση στην οξείδωση για μείωση της απώλειας σήματος στα σημεία σύνδεσης. Με την υιοθέτηση της ηλεκτρολυτικής διαδικασίας επιχρύσωσης με νικέλιο, το πάχος του στρώματος χρυσού ελέγχεται σε 0,1 μ m ή περισσότερο και το πάχος του στρώματος νικελίου ελέγχεται στα 5 μ m ή περισσότερο, γεγονός που εξασφαλίζει την αξιοπιστία του συνδέσμου συγκόλλησης και μειώνει την αντίσταση επαφής στη διεπαφή. Αυτή η μέθοδος επιφανειακής επεξεργασίας μπορεί να ελαχιστοποιήσει την ασυνέχεια της σύνθετης αντίστασης στο σημείο συγκόλλησης μεταξύ του συνδετήρα RF και του pcb, διασφαλίζοντας ότι η απώλεια ανάκλασης του σήματος στη διεπαφή είναι μικρότερη από -20 dB.
3, Υποστήριξη της τιμής εφαρμογής διαφορετικών σεναρίων
Κάλυψη αστικών κτιρίων: Σε μεγάλα κτίρια όπως κτίρια γραφείων και εμπορικά κέντρα, τα παραδοσιακά σήματα κύματος χιλιοστών του σταθμού βάσης μακροεντολών είναι δύσκολο να διεισδύσουν στους τοίχους. Ο μικρός σταθμός βάσης κυμάτων χιλιοστών που αναπτύσσεται σε διαδρόμους και οροφές εξασφαλίζει σταθερή κάλυψη σήματος σε ακτίνα 50 μέτρων σε εσωτερικούς χώρους λόγω των χαρακτηριστικών χαμηλών απωλειών του εσωτερικού του PCB, υποστηρίζοντας πρόσβαση υψηλής ταχύτητας για εκατοντάδες τερματικούς σταθμούς ανά τετραγωνικό μέτρο. Σε τέτοια σενάρια, η ικανότητα κατά των παρεμβολών της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος είναι ιδιαίτερα σημαντική, καθώς μπορεί να αποφύγει την επίδραση του ηλεκτρομαγνητικού θορύβου που δημιουργείται από εξοπλισμό όπως ανελκυστήρες και κεντρικός κλιματισμός στα σήματα, εξασφαλίζοντας μια ομαλή εμπειρία για εφαρμογές όπως η τηλεδιάσκεψη γραφείου και η πλοήγηση AR.
Βιομηχανικό πάρκο παραγωγής: Το βιομηχανικό Διαδίκτυο έχει επείγουσα ανάγκη για υψηλό εύρος ζώνης και χαμηλή καθυστέρηση κυμάτων χιλιοστών. Οι μικροί σταθμοί βάσης κυμάτων χιλιοστών αναλαμβάνουν εργασίες όπως-μετάδοση δεδομένων σε πραγματικό χρόνο του εξοπλισμού, μετάδοση εικόνας υψηλής-ευκρίνειας μηχανικής όρασης σε έξυπνες σκηνές κατασκευής. Τα σταθερά χαρακτηριστικά υψηλής{4}}συχνότητας του pcb του μπορούν να εξασφαλίσουν ρυθμό μετάδοσης άνω των 10 Gbps σε ένα ισχυρό ηλεκτρομαγνητικό περιβάλλον όπου πολλαπλές εργαλειομηχανές λειτουργούν ταυτόχρονα στο συνεργείο, πληρώντας τις απαιτήσεις απόκρισης επιπέδου μικροδευτερόλεπτου για οδηγίες ελέγχου βιομηχανικού ρομπότ. Ταυτόχρονα, η αντίσταση σε υψηλές θερμοκρασίες του pcb του επιτρέπει να προσαρμόζεται στο εργασιακό περιβάλλον- όλο το χρόνο πάνω από 35 βαθμούς στο συνεργείο, μειώνοντας τη συχνότητα συντήρησης του εξοπλισμού που προκαλείται από την υψηλή θερμοκρασία.
Σενάριο συγκοινωνιακού κόμβου: Σε πυκνοκατοικημένες περιοχές όπως τερματικοί σταθμοί αεροδρομίων και σιδηροδρομικοί σταθμοί υψηλής-ταχύτητας, οι μικροί σταθμοί βάσης κυμάτων χιλιοστού πρέπει να ανταπεξέλθουν σε ξαφνικές τεράστιες απαιτήσεις συνδεσιμότητας. Ο αποτελεσματικός σχεδιασμός απαγωγής θερμότητας του pcb διασφαλίζει ότι οι ενισχυτές ισχύος και άλλα εξαρτήματα μπορούν να λειτουργούν σταθερά ενώ ο σταθμός βάσης παρέχει υπηρεσίες δικτύου υψηλής{2}}ταχύτητας σε χιλιάδες επιβάτες ταυτόχρονα, αποφεύγοντας την υποβάθμιση του εύρους ζώνης που προκαλείται από την υπερθέρμανση. Ο συμπαγής σχεδιασμός του επιτρέπει επίσης στους σταθμούς βάσης να εγκαθίστανται με ευελιξία σε στενούς χώρους όπως κολώνες και οροφές, σχηματίζοντας απρόσκοπτη κάλυψη μέσω πυκνής ανάπτυξης και επιλύοντας το πρόβλημα συμφόρησης των παραδοσιακών δικτύων σε πολυσύχναστες περιοχές.
Εφαρμογές έξυπνων χώρων: Μεγάλοι χώροι, όπως αθλητικοί χώροι και αίθουσες συναυλιών, έχουν δει μια έκρηξη στη ζήτηση εύρους ζώνης για ζωντανή ροή βίντεο υψηλής ευκρίνειας-, αλληλεπίδραση AR κοινού και άλλες υπηρεσίες κατά τη διάρκεια εκδηλώσεων. Η ικανότητα μετάδοσης χαμηλών απωλειών του pcb μικρού σταθμού βάσης κυμάτων χιλιοστού μπορεί να υποστηρίξει ρυθμό αιχμής άνω του 1 Gbps για έναν μόνο σταθμό βάσης, καλύπτοντας τις ανάγκες χιλιάδων θεατών που ανεβάζουν βίντεο 4K ταυτόχρονα. Ταυτόχρονα, η σταθερή απόδοση του pcb διασφαλίζει ότι το ποσοστό σφάλματος bit μετάδοσης και λήψης σήματος ελέγχεται κάτω από 10 ^ -6 όταν ένας μεγάλος αριθμός ασύρματων συσκευών είναι ταυτόχρονα συνδεδεμένος στο σταθμό βάσης, διασφαλίζοντας την ομαλότητα των εικόνων ζωντανής μετάδοσης και τις διαδραστικές οδηγίες σε πραγματικό χρόνο.