Efterhånden som 5G-netværk udvides til tætbefolkede scenarier såsom bybygninger og industriparker, bliver modsætningen mellem det høje båndbreddepotentiale i millimeterbølgefrekvensbånd og signaldækningskapaciteter gradvist tydelig. Som en nøgleanordning til at løse dette problem har små millimeterbølgebasisstationer deres interne pcb ansvarlig for kernefunktioner såsom signaltransmission og -modtagelse, effektforstærkning og frekvenskonverteringsbehandling. Det er "nervecentret", der bestemmer basestationens ydeevne. Dette printkort designet specifikt til millimeterbølgefrekvensbåndet har særlige krav til materialevalg, procesnøjagtighed og ydeevne, hvilket gør det til en vigtig støtte til at fremme forfining af 5G-netværksdækning.
1, Kerneydelseskrav til tilpasning til millimeterbølgekarakteristika
Ultralavt transmissionstab: Signaler i millimeterbølgefrekvensbåndet (normalt over 24GHz) dæmpes ekstremt hurtigt under transmission, hvilket kræver, at printkort har fremragende dielektriske egenskaber. Brug af specielle materialer med lave dielektriske konstanter, såsom Dk-værdier under 3,0 og lave dielektriske tab, såsom Df-værdier under 0,002, såsom modificeret polytetrafluorethylen og keramisk fyldte kompositmaterialer, kan effektivt reducere transmissionstabet af signaler i pcb-kredsløb. På 28GHz frekvensbåndet kan transmissionstabet pr. centimeter af høj-kvalitets millimeterbølgetrykt kredsløb styres inden for 0,5dB, hvilket sikrer, at signalet kan opretholde tilstrækkelig styrke efter fler-forstærkning og frekvenskonvertering, hvilket opfylder kravene til indendørs og udendørs kort-dækning.
Stabile højfrekvente-karakteristika: Millimeterbølgesignaler er ekstremt følsomme over for ændringer i de fysiske parametre på printplader, og udsving i omgivelsernes temperatur og luftfugtighed kan forårsage dielektriske konstantskift og derved påvirke stabiliteten af signaltransmission. Derfor skal millimeterbølge-lille basestations pcb bruge et substrat med høj termisk ekspansionskoefficient og kobberfolietilpasning, og den dielektriske konstante ændringshastighed bør kontrolleres inden for ± 2 % inden for arbejdstemperaturområdet på -40 grader til 85 grader. Denne stabilitet sikrer, at basestationen kan opretholde en stabil signaltransmission og -modtagelseskvalitet, selv i højtemperatur computerrum om sommeren eller udendørs miljøer om vinteren, og undgår kommunikationsafbrydelser forårsaget af materialekarakteristisk drift.
Effektiv varmeafledningsevne: Kernekomponenter, såsom effektforstærkere og mixere i millimeterbølge, små basisstationer genererer en stor mængde varme under drift, og højfrekvente signaltransmissioner er særligt følsomme over for temperaturændringer. pcb optimerer fordelingen af kobberlag, opretter et stort-område med jordforbindelse af kobber og dedikerede varmeafledningskanaler og leder hurtigt den varme, der genereres under enhedens drift, til basestationshusets varmeafledningsfinner. Under typiske arbejdsforhold skal den termiske ledningsevne af printkort nå op på 1,5 W/(m · K) eller derover, hvilket sikrer, at koblingstemperaturen for strømenheder kontrolleres til under 125 grader for at undgå ydeevneforringelse eller enhedsskade forårsaget af overophedning.
Anti-elektromagnetisk interferens: Millimeterbølgebasestationen har et kompakt internt rum med komponenter såsom multi-kanals signaltransceivermoduler og strømmoduler tæt anbragt, hvilket gør den meget modtagelig for elektromagnetisk interferens. Ved at anvende en flerlags afskærmningsstruktur adskiller pcb strengt RF-signallaget, det digitale kontrollag og effektlaget. Samtidig er jordingsafskærmningsstrimler sat op ved siden af kritiske kredsløb for at undertrykke elektromagnetisk interferens under -80dB. Dette design kan effektivt undgå signalkrydsning mellem forskellige moduler, sikre, at millimeterbølgesignaler kan opretholde rene bølgeformer i komplekse elektromagnetiske miljøer og forbedre modtagelsesfølsomheden af basestationer.
2, Gennembrud i fremstillingsprocesser for at løse højfrekvente udfordringer
Højpræcisionskredsløbsdannelse: Bølgelængden af millimeterbølgesignaler er ekstremt kort, såsom omkring 10,7 millimeter i 28GHz frekvensbåndet. Størrelsesafvigelsen af kredsløbet på printkortet kan forårsage problemer såsom signalrefleksion og stigning i stående bølgeforhold. Ved at bruge laser direkte billeddannelsesteknologi kan linjebreddens nøjagtighed kontrolleres inden for ± 0,01 mm, linjekantens ruhed er mindre end 1 μm, og nøjagtigheden af den karakteristiske 50 Ω impedans kan kontrolleres inden for ± 5 %. Denne høj-præcisionslinje kan reducere impedanstransienter under signaltransmission, sænke stående bølgeforhold (VSWR) og øge basestationens effekttransmissionseffektivitet til over 80 %.
Mikro-via-behandlingsteknologi: For at opnå interlayer-signalforbindelse af flerlags printkort og undgå interferens fra vias på høj-frekvente signaler, anvender millimeterbølge lille basestation printkort ofte mikro-via design. Blindhuller med en diameter på mindre end 0,1 mm behandlet ved hjælp af laserboreteknologi har glatte og gratfri hulvægge, hvilket kan reducere tab af signalreflektion ved det gennemgående-hull. Elektroplettering med gennemgående huller anvender en meget spredt kobberbelægningsproces for at sikre ensartet tykkelse af kobberlaget på hulvæggen (afvigelse Mindre end eller lig med 10%), sikre ledningsevnen og den mekaniske styrke af mellemlagsforbindelser og undgå kanalafbrydelse forårsaget af via fejl.
Optimering af overfladebehandlingsproces: RF-grænsefladen og enhedspuderne på millimeterbølgetrykt kredsløb skal have god ledningsevne og oxidationsmodstand for at reducere signaltab ved forbindelsespunkter. Ved at anvende den strømløse nikkelguldbelægningsproces styres tykkelsen af guldlaget til 0,1 μm eller mere, og tykkelsen af nikkellaget kontrolleres til 5 μm eller mere, hvilket sikrer pålideligheden af loddeforbindelsen og reducerer kontaktmodstanden ved grænsefladen. Denne overfladebehandlingsmetode kan minimere impedansdiskontinuiteten ved loddepunktet mellem RF-stikket og printkortet, hvilket sikrer, at refleksionstabet af signalet ved grænsefladen er mindre end -20dB.
3, Understøttelse af anvendelsesværdien af forskellige scenarier
Bybygningsdækning: I store bygninger, såsom kontorbygninger og indkøbscentre, er traditionelle millimeterbølgesignaler for makrobasestationer svære at trænge igennem. Den lille millimeterbølgebase, der er installeret i korridorer og lofter, sikrer stabil signaldækning inden for en radius på 50 meter indendørs på grund af dens interne printkorts lave tabsegenskaber, der understøtter høj-hastighedsadgang for hundredvis af terminaler pr. kvadratmeter. I sådanne scenarier er det printkorts anti--interferensevne særlig vigtig, da det kan undgå indvirkningen af elektromagnetisk støj, der genereres af udstyr såsom elevatorer og centralt klimaanlæg, på signaler, hvilket sikrer en jævn oplevelse for applikationer som kontorvideokonferencer og AR-navigation.
Industriel fremstillingspark: Det industrielle internet har et presserende behov for høj båndbredde og lav forsinkelse af millimeterbølge. Små basisstationer med millimeterbølger påtager sig opgaver såsom-realtidsdatatransmission af udstyr, høj-billedtransmission af maskinsyn i intelligente produktionsscener. De stabile- højfrekvenskarakteristika af dens pcb kan sikre en transmissionshastighed på over 10 Gbps i et stærkt elektromagnetisk miljø, hvor flere værktøjsmaskiner arbejder samtidigt på værkstedet, og opfylder mikrosekundniveauets responskrav til industrirobotstyringsinstruktioner. Samtidig gør PCB's modstandsdygtighed over for høje temperaturer det muligt at tilpasse sig året-om arbejdsmiljø over 35 grader på værkstedet, hvilket reducerer hyppigheden af udstyrsvedligeholdelse forårsaget af høj temperatur.
Transportknudepunktsscenarie: I tætbefolkede områder, såsom lufthavnsterminaler og højhastighedstogstationer, skal små millimeterbølgebasisstationer klare pludselige massive tilslutningskrav. Det effektive varmeafledningsdesign af pcb sikrer, at effektforstærkere og andre komponenter stadig kan fungere stabilt, mens basestationen leverer højhastighedsnetværkstjenester til tusindvis af passagerer samtidigt, hvilket undgår forringelse af båndbredden forårsaget af overophedning. Dets kompakte layout-design gør det også muligt at installere basestationer fleksibelt i snævre rum såsom søjler og lofter, hvilket danner problemfri dækning gennem tæt installation og løser overbelastningsproblemet i traditionelle netværk i overfyldte områder.
Smarte spillesteder: Store spillesteder såsom sportssteder og koncertsale har oplevet en stigning i efterspørgsel efter båndbredde efter high-video livestreaming, publikums AR-interaktion og andre tjenester under begivenheder. Transmissionsevnen med lavt tab af millimeterbølge lille basestations pcb kan understøtte en spidshastighed på over 1 Gbps for en enkelt basestation, hvilket opfylder behovene hos tusindvis af seere, der uploader 4K-videoer samtidigt. Samtidig sikrer den stabile ydeevne af pcb, at bitfejlfrekvensen for signaltransmission og -modtagelse kontrolleres under 10 ^ -6, når et stort antal trådløse enheder samtidigt er forbundet til basestationen, hvilket sikrer jævnheden af live-udsendelsesbilleder og interaktive instruktioner i realtid.