Naarmate 5G-netwerken zich uitbreiden naar dichtbevolkte scenario's zoals stedelijke gebouwen en industrieparken, wordt de tegenstelling tussen het hoge bandbreedtepotentieel van millimetergolffrequentiebanden en de signaaldekkingsmogelijkheden geleidelijk duidelijk. Als sleutelapparaat om dit probleem op te lossen, hebben kleine basisstations met millimetergolven hun interne printplaat die verantwoordelijk is voor kernfuncties zoals signaaloverdracht en -ontvangst, vermogensversterking en verwerking van frequentieconversie. Het is het ‘zenuwcentrum’ dat de prestaties van het basisstation bepaalt. Deze speciaal voor de millimetergolffrequentieband ontworpen printplaat stelt speciale eisen aan materiaalkeuze, procesnauwkeurigheid en prestaties, waardoor het een belangrijke ondersteuning is bij het bevorderen van de verfijning van de 5G-netwerkdekking.
1, Kernprestatievereisten voor aanpassing aan millimetergolfkarakteristieken
Ultralaag transmissieverlies: Signalen in de millimetergolffrequentieband (meestal boven 24GHz) worden extreem snel verzwakt tijdens de transmissie, wat vereist dat de printplaat uitstekende diëlektrische eigenschappen heeft. Het gebruik van speciale materialen met lage diëlektrische constanten, zoals Dk-waarden onder 3,0 en lage diëlektrische verliezen, zoals Df-waarden onder 0,002, zoals gemodificeerd polytetrafluorethyleen en met keramiek gevulde composietmaterialen, kan het transmissieverlies van signalen in pcb-circuits effectief verminderen. Op de 28GHz-frequentieband kan het transmissieverlies per centimeter van een hoogwaardige millimetergolfprintplaat binnen 0,5 dB worden geregeld, waardoor wordt verzekerd dat het signaal voldoende sterkte kan behouden na meer-trapsversterking en frequentieconversie, en voldoet aan de eisen van korteafstandsdekking binnen en buiten.
Stabiele hoog{0}}frequentiekarakteristieken: Millimetergolfsignalen zijn extreem gevoelig voor veranderingen in de fysieke parameters van printplaten, en schommelingen in de omgevingstemperatuur en vochtigheid kunnen diëlektrische constante verschuivingen veroorzaken, waardoor de stabiliteit van de signaaloverdracht wordt beïnvloed. Daarom moet de kleine basisstation-printplaat met millimetergolf een substraat gebruiken met een hoge thermische uitzettingscoëfficiënt en koperfolie-aanpassing, en moet de diëlektrische constante veranderingssnelheid worden geregeld binnen ± 2% binnen het werktemperatuurbereik van -40 graden tot 85 graden. Deze stabiliteit zorgt ervoor dat het basisstation een stabiele signaaloverdracht- en ontvangstkwaliteit kan behouden, zelfs in computerruimtes met hoge temperaturen in de zomer of buitenomgevingen in de winter, waardoor communicatieonderbrekingen als gevolg van materiaalkarakteristieke drift worden vermeden.
Efficiënt warmteafvoervermogen: kerncomponenten zoals eindversterkers en mixers in kleine basisstations met millimetergolf genereren een grote hoeveelheid warmte tijdens bedrijf, en hoogfrequente signaaloverdracht is bijzonder gevoelig voor temperatuurveranderingen. pcb optimaliseert de distributie van koperlagen, zorgt voor een geaarde koperen schil met een groot- oppervlak en speciale warmtedissipatiekanalen, en geleidt de warmte die wordt gegenereerd tijdens de werking van het apparaat snel naar de warmtedissipatievinnen van de behuizing van het basisstation. In typische werkomstandigheden moet de thermische geleidbaarheid van de printplaat 1,5 W/(m · K) of hoger bereiken, zodat de junctietemperatuur van voedingsapparaten onder de 125 graden wordt geregeld om achteruitgang van de prestaties of schade aan het apparaat als gevolg van oververhitting te voorkomen.
Anti-elektromagnetische interferentiecapaciteit: het millimetergolfbasisstation heeft een compacte interne ruimte, waarbij componenten zoals meer-kanaals signaalzendontvangermodules en voedingsmodules dicht op elkaar zijn geplaatst, waardoor het zeer gevoelig is voor elektromagnetische interferentie. Door een afschermingsstructuur met meerdere- lagen te gebruiken, scheidt PCB de RF-signaallaag, de digitale besturingslaag en de vermogenslaag strikt. Tegelijkertijd worden aardafschermingsstrips naast kritische circuits geplaatst om elektromagnetische interferentie onder de -80 dB te onderdrukken. Dit ontwerp kan signaaloverspraak tussen verschillende modules effectief voorkomen, ervoor zorgen dat millimetergolfsignalen zuivere golfvormen kunnen behouden in complexe elektromagnetische omgevingen en de ontvangstgevoeligheid van basisstations verbeteren.
2, Doorbraak in productieprocessen om hoogfrequente uitdagingen aan te pakken
Circuitvorming met hoge precisie: De golflengte van millimetergolfsignalen is extreem kort, bijvoorbeeld ongeveer 10,7 millimeter in de 28GHz-frequentieband. De maatafwijking van de schakeling op de printplaat kan problemen veroorzaken zoals signaalreflectie en toename van de staande golfverhouding. Door gebruik te maken van directe laserbeeldvormingstechnologie kan de lijnbreedtenauwkeurigheid binnen ± 0,01 mm worden geregeld, is de lijnrandruwheid minder dan 1 μm en kan de nauwkeurigheid van de karakteristieke impedantie van 50 Ω binnen ± 5% worden geregeld. Deze lijn met hoge-precisie kan impedantietransiënten tijdens signaaloverdracht verminderen, de staande golfverhouding (VSWR) verlagen en de efficiëntie van de vermogensoverdracht van het basisstation verhogen tot meer dan 80%.
Micro-via-verwerkingstechnologie: om een tussenlaagse signaalverbinding van meer-laags printplaten te bewerkstelligen en interferentie van via's op hoog-signalen te voorkomen, wordt bij millimetergolf-printplaten voor kleine basisstations vaak een micro-via-ontwerp gebruikt. Blinde gaten met een diameter van minder dan 0,1 mm, verwerkt via laserboortechnologie, hebben gladde en braamvrije gatwanden, waardoor signaalreflectieverlies bij het doorgaande- gat kan worden verminderd. Bij het galvaniseren door gaten wordt een sterk gedispergeerd koperplatingsproces toegepast om een uniforme dikte van de koperlaag op de gatwand te garanderen (afwijking kleiner dan of gelijk aan 10%), de geleidbaarheid en mechanische sterkte van tussenlaagverbindingen te garanderen en kanaalonderbreking veroorzaakt door falen van de via te voorkomen.
Optimalisatie van oppervlaktebehandelingsproces: De RF-interface en apparaatpads van millimetergolfprintplaten moeten een goede geleidbaarheid en oxidatieweerstand hebben om signaalverlies op verbindingspunten te verminderen. Door gebruik te maken van het stroomloze nikkelgoudplatingproces, wordt de dikte van de goudlaag geregeld op 0,1 μm of meer, en de dikte van de nikkellaag op 5 μm of meer, wat de betrouwbaarheid van de soldeerverbinding garandeert en de contactweerstand op het grensvlak vermindert. Deze oppervlaktebehandelingsmethode kan de impedantiediscontinuïteit op het soldeerpunt tussen de RF-connector en de printplaat minimaliseren, waardoor het reflectieverlies van het signaal op de interface minder dan -20 dB bedraagt.
3, Ondersteuning van de toepassingswaarde van diverse scenario's
Dekking van stedelijke gebouwen: In grote gebouwen zoals kantoorgebouwen en winkelcentra zijn traditionele millimetergolfsignalen van macrobasisstations moeilijk door muren te dringen. Het kleine millimetergolfbasisstation dat in gangen en plafonds wordt ingezet, zorgt binnenshuis voor een stabiele signaaldekking binnen een straal van 50 meter dankzij de lage verlieskarakteristieken van de interne printplaat, die hoge-snelheidstoegang ondersteunt voor honderden terminals per vierkante meter. In dergelijke scenario's is het anti-interferentievermogen van de printplaat bijzonder belangrijk, omdat deze de impact van elektromagnetische ruis die wordt gegenereerd door apparatuur zoals liften en centrale airconditioning op signalen kan vermijden, waardoor een soepele ervaring wordt gegarandeerd voor toepassingen zoals videoconferenties op kantoor en AR-navigatie.
Industrieel productiepark: Het industriële internet heeft dringend behoefte aan hoge bandbreedte en lage vertraging van millimetergolven. Kleine basisstations met millimetergolf voeren taken uit zoals real-datatransmissie van apparatuur, hoge- beeldtransmissie van machinevisie in intelligente productiescènes. De stabiele hoog{4}}karakteristieken van de printplaat kunnen een transmissiesnelheid van meer dan 10 Gbps garanderen in een sterke elektromagnetische omgeving waar meerdere werktuigmachines tegelijkertijd in de werkplaats werken, en voldoen aan de responsvereisten op microsecondeniveau voor instructies voor industriële robotbesturing. Tegelijkertijd zorgt de hoge temperatuurbestendigheid van de printplaat ervoor dat deze zich het hele jaar door kan aanpassen aan de werkomgeving boven de 35 graden in de werkplaats, waardoor de frequentie van apparatuuronderhoud als gevolg van hoge temperaturen wordt verminderd.
Transportknooppuntscenario: In dichtbevolkte gebieden zoals luchthaventerminals en hoge{0}}snelheidstreinstations moeten kleine millimetergolfbasisstations kunnen omgaan met plotselinge, enorme connectiviteitseisen. Het efficiënte warmtedissipatieontwerp van de printplaat zorgt ervoor dat eindversterkers en andere componenten nog steeds stabiel kunnen werken, terwijl het basisstation hoge-snelheidsnetwerkdiensten levert aan duizenden passagiers tegelijk, waardoor verslechtering van de bandbreedte als gevolg van oververhitting wordt vermeden. Dankzij het compacte lay-outontwerp kunnen basisstations flexibel worden geïnstalleerd in smalle ruimtes zoals kolommen en plafonds, waardoor een naadloze dekking wordt gevormd door een dichte implementatie en het congestieprobleem van traditionele netwerken in drukke gebieden wordt opgelost.
Toepassingen voor slimme locaties: Grote locaties zoals sportlocaties en concertzalen hebben een sterke stijging gezien in de vraag naar bandbreedte voor livestreaming van high{0}}-video, AR-interactie met het publiek en andere diensten tijdens evenementen. De transmissiecapaciteit met laag verlies van de millimetergolf-printplaat van het kleine basisstation kan een pieksnelheid van meer dan 1 Gbps voor een enkel basisstation ondersteunen en voldoet daarmee aan de behoeften van duizenden kijkers die tegelijkertijd 4K-video's uploaden. Tegelijkertijd zorgen de stabiele prestaties van pcb ervoor dat de bitfoutsnelheid van de signaaloverdracht en -ontvangst onder de 10 ^ -6 wordt gehouden wanneer een groot aantal draadloze apparaten tegelijkertijd op het basisstation is aangesloten, waardoor de vloeiendheid van live uitgezonden beelden en realtime interactieve instructies wordt gegarandeerd.