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67GHz电缆互连解决方案
材料来源:《微波杂志》2019年11/12月号           录入时间:2019/12/3 12:05:26

67 GHz Cabling Interconnect Solution

Junkosha USA Inc.,www.junkosha-mwx.com

当今的5G商业模式旨在以比现有技术快100倍的速度提供移动和固定的互联网访问。其背后的商业驱动因素包括:需要更快地传输数量剧增的数据;降低整个网络上的延迟,这是物联网、实时制造和流程控制等应用场景所需要的;需要大量增加上网设备的数量,例如车联网和自动驾驶汽车等创新应用。

向5G网络的升级带来了一系列挑战,因为实现更高数据速率和更低延迟的技术方法要比前几代移动基础设施中的更为复杂。在毫米波频率下,互连线缆变得很小,使得连接器的设计非常复杂。“稳定的相位特性(Phase performance that endures)”是电缆和互连必须达到的性能基准,在测试和测量场景中尤为如此。对于一个需要相位稳定电缆的场景,电缆能够承受的弯曲和应力的大小是很重要的。

为了使5G正常工作,必须有更高的频带和更大的带宽,因此电缆和互连成为了系统性能的关键部分。这就是采用为5G世界设计、制造的电缆和互连方案的重要性。毕竟,如果电缆首先就让工程师失望了,就可靠性而言,它仍然是最关键的系统元素。

MWX161互连电缆

为了承受在这种系统性能水平下工作的严酷考验,Junkosha公司开发了一种新一代的电缆,能够很好地工作在毫米波频率下,并设计成可用于高温和极端弯曲的场景。MWX161的频率可高达67 GHz,采用超薄、小型化设计,最大厚度7.9 mm,比六角连接螺母还小。接头的小直径,被设计成易于连接到16-24端口的矢量网络分析仪(VNA)。为了实现这种密集的连接,可以使用一个扭矩驱动器将这种接头安装到在一个表面上以小间距排布的多个连接件上。不只是多端口矢量网络分析仪,MWX161的典型用途还包括小间距的射频矩阵开关(实现多个输入、输出之间的射频信号路由)和多接头的待测器件(DUT)电路板(作为自动测试设备与DUT之间的接口)。

MWX161能够在整个67 GHz频段实现低的插入损耗和回波损耗(图1),并且在弯曲时同样有极好的插入损耗和相位稳定性(图2)。MWX161的额定工作温度为-65~+125 °C,且-65~+85 °C的相位变化通常在±40°以内。

图1:有2个1.85 mm接头的1 m长电缆组件的典型插入损耗和|S11|。

 

图2:弯曲半径30 mm的静态弯曲时,插入损耗(a)与相位(b)的变化。

互连电缆具有低的介电常数要归因于Junkosha公司精心开发的PTFE(聚四氟乙烯)带绕制工艺,这是实现低介电常数、高柔性、弯曲和温度变化时高相位稳定性的关键。Junkosha公司传承的氟聚合物经验和精密工程实现了这种独特的PTFE带绕制能力的扩展。这种工艺只有该领域的两家制造商能够实施,使得Junkosha公司能够提供一种在毫米波频率下实现“稳定的相位特性”的柔性电缆组件。

MWX161互连解决方案已经能够提供4种接头选项:1.85 mm,性能可达67 GHz;2.4 mm,性能可达50 GHz;2.92 mm,可达40 GHz;3.5 mm,可达26.5 GHz。电缆组件长度可以定制。

在过去的10年中,毫米波电缆和互连的应用不断增加,已从军事和航天领域转移到商用市场,包括安保和智能城市。机场正在部署高性能的人体扫描仪,其中采用了先进的多端口阵列。新兴的大批量市场是汽车通信和雷达,随之而来的是智能传感器和更广泛的智能基础设施的部署。Junkosha公司开发的MWX161可以支持高达67 GHz的5G和通信应用;并将继续推进其互连技术,服务于更高频率的应用。


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