Il-karatteristiċi tal-frekwenza sħaħ, ir-rekwiżiti ta 'trasmissjoni ta'-veloċità għolja, u l-arkitettura RF kumplessa tal-komunikazzjoni 5G jiddeterminaw li l-PCB tal-bord fr4 ordinarju ma jistax jissodisfa r-rekwiżiti tal-prestazzjoni tiegħu. Bord tal-PCB ta 'frekwenza għolja huwa l-pedament tal-ħardwer ewlieni għall-operat stabbli tan-netwerk 5G, u l-prinċipju fiżiku warajh idur kompletament madwar il-liġi tat-trażmissjoni ta' sinjali ta 'frekwenza għolja.
Il-karatteristiċi fiżiċi ta 'frekwenza għolja tas-sinjali 5G jġiegħlu titjib tal-PCB
Il-korrispondenza bejn il-frekwenza u l-wavelength: 5G tkopri l-meded ta 'frekwenza tal-mewġ millimetriku Sub-6GHz u FR2 (24-40GHz), u l-wavelength korrispondenti jitnaqqas minn livell ta' ċentimetru għal livell ta 'millimetru. Ir-rotot u l-ħxuna dielettrika tal-bord ta 'ċirkwit stampat ordinarju huma diġà fuq l-istess livell bħall-wavelength tas-sinjal, li jista' faċilment jikkawża riflessjoni serju tas-sinjal u telf ta 'radjazzjoni.
Il-limitu fiżiku ta 'fuq tar-rata ta' trażmissjoni: L-ogħla rata ta 'kanal wieħed 5G tista' tilħaq 10Gbps jew aktar, u l-ħin taż-żieda tas-sinjal jitqassar ħafna. L-effett tal-parametru distribwit tal-PCB tradizzjonali se jiġi amplifikat drastikament, li jwassal direttament għal diżordni fil-ħin tas-sinjali u għeluq sħiħ tad-dijagramma tal-għajnejn.
Il-proprjetà naturali ta 'telf għoli ta' mewġ millimetriku: għal kull irduppjar tal-frekwenza, it-telf ta 'trasmissjoni ta' sinjali fil-medju se bejn wieħed u ieħor jirdoppja. It-telf ta 'bordijiet fr4 ordinarji fil-medda ta' frekwenza 'l fuq minn 10GHz se jaqbeż 3-5 darbiet dak ta' bord ta 'ċirkwit stampat ta' frekwenza għolja -, u ma jistax jappoġġja t-trażmissjoni tas-sinjali RF fuq distanza twila.
Prinċipji fiżiċi ewlenin ta 'PCB ta' frekwenza għolja: kostanti dielettrika baxxa (Dk) u telf dielettriku baxx (Df)
L-effett fiżiku tal-kostanti dielettrika (Dk): Ir-rata ta 'trażmissjoni tas-sinjal hija inversament proporzjonali għall-għerq kwadru tal-kostanti dielettrika tal-materjal. Il-valur Dk ta 'materjali bħal Rogers u PTFE użati f'bord ta' ċirkwit stampat ta 'frekwenza għolja huwa stabbli bejn 2.2 -3.5, ferm inqas mill-4.2-4.8 ta' fr4 ordinarju, li jista 'jnaqqas b'mod sinifikanti d-dewmien tat-trasmissjoni tas-sinjal u jiżgura sinkronizzazzjoni tal-ħin tas-sinjali b'ħafna kanali.
Il-valur ewlieni tat-telf dielettriku (Df): Il-valur Df tal-bord ta 'ċirkwit stampat ta' frekwenza għolja -ġeneralment huwa inqas minn 0.005, u xi materjali ta 'telf ultra-baxx jistgħu jkunu baxxi daqs 0.001. Fil-medda tal-frekwenza tal-mewġ millimetru, it-telf tas-sinjal tal-pulzier tal-unità jista 'jiġi kkontrollat fi żmien 0.3dB, u jevita ammont kbir ta' assorbiment ta 'enerġija mill-medju matul it-trażmissjoni ta' sinjali RF.
Rekwiżiti ta 'stabbiltà għal Dk/Df: Il-firxa tat-temperatura operattiva ta' stazzjonijiet bażi 5G tkopri -40 grad ~ 125 grad, u l-varjazzjoni Dk ta 'materjali tal-PCB ta' frekwenza għolja - hija Inqas minn jew ugwali għal 0.2 fil-firxa sħiħa tat-temperatura, mingħajr drift ta 'impedenza minħabba bidliet fit-temperatura ambjentali, li tiżgura l-beam arrays-formering ta' preċiżjoni kbira MIMO.
Il-loġika fiżika sottostanti ta 'impedenza kkontrollata u integrità tas-sinjal
Rekwiżiti stretti ta 'tqabbil ta' impedenza: Ir-rekwiżit ta 'tolleranza ta' impedenza għal links RF 5G huwa kkontrollat fi ħdan ± 3%. Bord ta 'ċirkwit stampat ta' frekwenza għolja jikseb kontroll ta 'impedenza ta' preċiżjoni ta '50 Ω RF u rotta differenzjali ta' 90 Ω billi tikkontrolla b'mod preċiż il-ħxuna u l-wisa 'tal-linja tal-medju, tnaqqas id-deterjorazzjoni tal-proporzjon tal-mewġ wieqfa u tevita r-riflessjoni tas-sinjal fil-links ta' trasmissjoni u riċeviment.
Disinn fiżiku biex irażżan il-crosstalk tas-sinjal: Il-veloċità tal-link Serdes ta'-veloċità għolja ta' 5G tista' tilħaq 100Gbps. Bord ta 'ċirkwit stampat ta' frekwenza għolja jista 'jnaqqas b'mod sinifikanti l-igganċjar tal-kamp elettriku bejn il-linji u jevita crosstalk tas-sinjal bejn kanali ta' veloċità għolja - adjaċenti billi jirreferi għall-pjan terren sħiħ u jikkontrolla l-ispazjar tal-wajers biex ikun aktar minn tliet darbiet il-wisa 'tal-linja fid-disinn fiżiku.
Adattament u ottimizzazzjoni tal-effett tal-ġilda: Il-kurrent ta '-sinjali ta' frekwenza għolja huwa kkonċentrat biss f'saff irqiq ta 'livell mikrometru fuq il-wiċċ tal-wajer. Il-PCB ta 'frekwenza għolja -użi fojl tar-ram ta' ħruxija baxxa biex inaqqas it-telf tal-konduttur b'aktar minn 40% fi frekwenzi għoljin, u jevita attenwazzjoni tas-sinjal addizzjonali kkawżata mill-effett tal-ġilda.
Rekwiżiti ta 'adattament fiżiku għal 5G MIMO massiv u firxa f'fażijiet
Rekwiżiti ta 'konsistenza tal-fażi b'ħafna kanali: Il-firxa ta' antenna fuq skala kbira-ta' 5G AAU teħtieġ li d-differenza tal-fażi ta 'għexieren jew saħansitra mijiet ta' sinjali RF tiġi kkontrollata fi żmien 5 gradi. L-uniformità tal-materjal u l-eżattezza tat-tul tar-rotta ta 'PCB ta' frekwenza għolja -jistgħu jiżguraw li d-dewmien tat-trażmissjoni ta 'kull sinjal huwa konsistenti ħafna, u jappoġġja beamforming ta'-preċiżjoni għolja.
Il-vantaġġ tal-istruttura fiżika tal-istivar ibridu: stazzjonijiet bażi 5G ġeneralment jadottaw struttura ibrida ta '"Rogers saff RF ta' frekwenza għolja-saff diġitali + fr4 saff diġitali", li mhux biss jissodisfa r-rekwiżiti ta 'telf baxx ta' links RF, iżda wkoll jibbilanċja d-densità tal-wajers u l-ispiża tal-manifattura taċ-ċirkwiti diġitali. Bħalissa hija s-soluzzjoni tal-PCB mainstream għal stazzjonijiet makro u żgħar 5G.
Il-mogħdija tal-konduzzjoni fiżika tad-dissipazzjoni tas-sħana: Id-densità tal-fluss tas-sħana taċ-ċipep tal-amplifikatur 5G taqbeż sew dik tal-apparat 4G. Is-sottostrat ta 'konduttività termali għolja ta' bordijiet ta 'ċirkwiti stampati ta' frekwenza għolja, flimkien ma 'toqob midfuna tal-metall u disinn tal-kanal ta' dissipazzjoni tas-sħana, jista 'malajr ixerred is-sħana tat-tarf ta' quddiem RF-, jevita drift Dk materjali u falliment tal-apparat f'temperaturi għoljin, u jiżgura tħaddim stabbli fit-tul - tat-tagħmir.