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TechnicalFeature 技术特写

低高频性能的串联电感。图1对常规尺寸的表面安装变压器与
0 13.5
缩小后的几何封装进行了比较。例如，MiniRF S21封装的占地
0.2 14.0 面积只有常规封装的七分之一，能够实现更高的频率和带宽。
Insertion Loss
0.4 Coupling 14.5 减少铁氧体尺寸也提供了制造效益，同时限制了寄生、损耗
Insertion Loss (dB) 0.8 15.5 Coupling (dB) DOCSIS 3.1，所使用的集成电路引线间距降低了，更小的线绕
15.0
0.6
和板级干扰的影响。最新5G无线和高通量数据互连标准，如
16.0
1.0
铁氧体封装可更好地与之匹配。
另一种提高高频性能的封装解决方案是消除焊料——将熔
1.2
16.5
1.4
械强度更高的结合，提高了可靠性，并在宽温度范围内提高了
17.5
1.6 17.0 合线直接通向触点。熔接消除了对焊锡材料的需求，提供了机
1.8 18.0 电气性能。由于同样的原因，线熔合通常用于IC封装和高性能
2.0 18.5 和高功率射频/微波器件，使得对尺寸敏感的线绕铁氧体保持
0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 更为严格的公差。影响相位和振幅平衡的引线长度公差也得到
Frequency (MHz)
(a) 了改善。
铁氧体内核材料的选择是实现期望的电感-频率特性的关
键。在大部分工作带宽上，与频率和温度有关的内核磁导率是
10
电感的主要决定因素。对于高带宽高频的绕线铁氧体，要求内
12
核材料的磁导率在低频时高并随频率升高持续降低。此外，还
14 Input
Output 要求芯材的磁导率对温度不敏感且居里温度高于150℃。
16
Coupled
导线的选择是另一种设计和制造考虑。导线尺寸、长
Return Loss (dB) 18 度、几何稳定性、编织方式（如适用）和导线层压材料都影
20
响阻抗、寄生和损耗。匹配线和内核的几何结构非常重要，
22
尤其是在更高的频率下，此时即使是很小的几何缺陷也会显
24
绕线铁氧体的制造自动化在不断发展，其测试自动化也有
26 著影响性能。
28 了一些创新。自动化的生产后测试捕获每个器件经宽带小信号
扫描的完整S参数。图2展示了定向耦合器的性能。产生的数据
30
0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 包括回波损耗、插入损耗、耦合性和方向性，以及计算出的振
Frequency (MHz)
(b) 幅和相位平衡。以这些数据为依据，采用标准化的调节过程单
独处理每个器件以确保质量。
0
5 结论
在频率和带宽不断增长的行业中，对满足严格性能标准的
10
高频宽带绕线铁氧体射频无源器件的需求日益增长。克服设计
15
Directivity (dB) 20 的公差，采用更加流畅的调整和质量保证方法生产。■
和制造挑战需要更小、更高性能的器件，这些器件具有更严格
25
参考文献
1. “Cisco Visual Networking Index: Forecast and Trends, 2017–2022 White Paper,”CISCO,
30
February 2019, www.cisco. com/c/en/us/solutions/collateral/service-provider/visual-networking-
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2. “Mobile Data Traffic Growth Outlook,”Ericsson, June 2018, www.ericsson.com/en/mobility-
40 report/reports/june-2018/mobile-data-traffic-growth-outlook.
3. “Robust Electronics Production in Response to Digitalization Trends Drives the Global Inductors
45 Market,” Global Industry Analysts Inc., August 2018, www.strategyr.com/MarketResearch/
0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000 marketreport-infographic-inductors-forecastsglobal-industry-analysts-inc.asp.
(c) Frequency (MHz) 4. Data Bridge Market Research, “Explosive Growth on Global Inductor Market Globally by
Key Companies as Taiyo Yuden Co. Ltd., Murata Manufacturing Co. Ltd., Panasonic Corp.,
Pulse Electronics, Vishay Intertechnonogy Inc.,”February 2019, reportsherald.com/explosive-
growth-on-global-inductormarket-globally-by-key-companies-astaiyo-yuden-co-ltd-murata-
图2：MiniRF 1.8 GHz绕线定向耦合器所测插入损耗和耦合 manufacturing-co-ltd-panasonic-corporation-pulseelectronics-vishay-intertechnonogy-inc/.
（a）；回波损耗(b)；方向性(c)。 5. MiniRF, www.minirf.com.
差，这直接影响绕线铁氧体性能的几乎所有方面。 免费下载白皮书
新的挑战仍会出现，因为具有独特需求的新兴应用需要定
制设计的器件。与线绕铁氧体有关的专业知识已成为并且将继 目录：
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多样）连接，包括V2X、远程通
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32 www.mwjournalchina.com Microwave Journal China 微波杂志 Jul/Aug 2019