Full tíðnieiginleikar,-háhraða sendingarkröfur og flókinn RF arkitektúr 5G samskipta ákvarða að PCB venjulegs fr4 borðs getur ekki uppfyllt kröfur um frammistöðu. Hátíðni PCB borð er kjarna vélbúnaðar undirstöðu fyrir stöðugan rekstur 5G netkerfis og eðlisfræðilega meginreglan á bak við það snýst algjörlega um flutningslögmál hátíðnimerkja.
Hátíðni eðliseiginleikar 5G merkja knýja fram PCB uppfærslur
Samsvörun milli tíðni og bylgjulengdar: 5G nær yfir Sub-6GHz og FR2 millimetra bylgjusvið (24-40GHz) og samsvarandi bylgjulengd minnkar úr sentimetrastigi í millimetrastig. Leiðin og rafþykkt venjulegs prentaðs hringrásarborðs eru nú þegar á sama stigi og merkisbylgjulengd, sem getur auðveldlega valdið alvarlegri endurspeglun merkja og geislunartapi.
Líkamleg efri mörk sendingarhraða: Hámarkshraði 5G stakrar rásar getur náð 10Gbps eða meira og merkihækkunartíminn styttist verulega. Dreifð breytuáhrif hefðbundins PCB verða stóraukin, sem leiðir beint til merki tímasetningarröskunar og algjörrar lokunar á skýringarmynd augna.
Náttúrulegur hátapseiginleiki millimetrabylgna: fyrir hverja tvöföldun á tíðni mun sendingstap merkja í miðlinum um það bil tvöfaldast. Tap á venjulegum fr4 spjöldum á tíðnisviðinu yfir 10GHz mun fara yfir 3-5 sinnum það sem er á há-prentuðu hringrásarborði og getur ekki stutt RF-merkjasendingar í langa fjarlægð.
Eðlisfræðilegar meginreglur hátíðni PCB: lágt rafstraumsfasti (Dk) og lítið rafmagnstap (Df)
Eðlisfræðileg áhrif rafstuðuls (Dk): Sendingarhraði merkja er í öfugu hlutfalli við kvaðratrót raffasta efnisins. Dk gildi efna eins og Rogers og PTFE sem notuð eru í hátíðni prentuðu hringrásarborði er stöðugt á milli 2,2-3,5, mun lægra en 4,2-4,8 fyrir venjulegt fr4, sem getur dregið verulega úr seinkun merkjasendinga og tryggt samstillingu margrása merkja tímasetningar.
Kjarnagildi raftaps (Df): Df gildi há-tíðni prentaðs hringrásarborðs er almennt minna en 0,005, og sum ofur-lítið tap efni geta verið allt að 0,001. Á millimetra bylgjutíðnisviðinu er hægt að stjórna tommumerkjatapi einingar innan 0,3dB og forðast mikið magn af orku frásog miðilsins við sendingu RF merkja.
Stöðugleikakröfur fyrir Dk/Df: Rekstrarhitasvið 5G grunnstöðva nær yfir -40 gráður ~125 gráður, og Dk sveiflan á há- PCB efnum er Minna en eða jafnt og 0,2 á öllu hitasviðinu, án viðnámsreks vegna umhverfishitabreytinga, sem tryggir nákvæmni geislamyndunar í stórum stíl MIMO.
Líkamleg undirliggjandi rökfræði stjórnaðrar viðnáms og merkiheilleika
Strangar kröfur um viðnámssamsvörun: Krafan um viðnám viðnámsþols fyrir 5G RF tengla er stjórnað innan ± 3%. Hátíðni prentað hringrás nær há-nákvæmni viðnámsstýringu á 50 Ω RF leið og 90 Ω mismunaleið með því að stjórna nákvæmlega þykkt og línubreidd miðilsins, draga úr rýrnun standbylgjuhlutfalls og forðast endurspeglun merkja í sendingar- og móttökutenglunum.
Líkamleg hönnun til að bæla víxlspjall: Háhraðinn-Serdes tengihraði 5G getur náð 100 Gbps. Hátíðni prentað hringrás getur dregið verulega úr rafsviðstengingu milli lína og forðast víxlboð milli aðliggjandi háhraðarása með því að vísa til heildar jarðplansins og stýra raflagnabilinu til að vera meira en þrisvar sinnum línubreidd í eðlishönnun.
Aðlögun og fínstilling á húðáhrifum: Straumur hátíðnimerkja er aðeins einbeitt í þunnt lag af míkrómetrastigi á yfirborði vírsins. Há-tíðni PCB notar koparþynnu með lágri grófleika til að draga úr leiðaratapi um meira en 40% við há tíðni, og forðast viðbótarmerkisdeyfingu af völdum húðáhrifa.
Kröfur um líkamlega aðlögun fyrir 5G gríðarlegt MIMO og áfangaskipt fylki
Kröfur um samkvæmni í fjölrása fasa: Stóra-loftnetafjöldi 5G AAU krefst þess að fasamunur upp á tugi eða jafnvel hundruð útvarpsmerkja sé stjórnað innan 5 gráður. Einsleitni efnisins og leiðarlengdarnákvæmni há-tíðni PCB getur tryggt að sendingartöf hvers merkis sé mjög samkvæm og styður við mikla-nákvæmni geislaformun.
Eðlisfræðilegur uppbyggingarkostur blendingsstafla: 5G grunnstöðvar samþykkja almennt blendinga uppbyggingu „Rogers há-frequency RF lag+fr4 stafrænt lag“, sem uppfyllir ekki aðeins kröfur um lágt tap RF tengla, heldur jafnvægir einnig þéttleika raflagna og framleiðslukostnaði stafrænna hringrása. Það er sem stendur almenna PCB lausnin fyrir 5G fjölvi og litlar stöðvar.
Líkamleg leiðnileið hitaleiðni: Hitafæðisþéttleiki 5G magnaraflísa er langt umfram 4G tæki. Hár hitaleiðni undirlag hátíðni prentaðra hringrása, ásamt málmi grafnum holum og hönnun hitaleiðnirásar, getur fljótt dreift hita RF framenda-, forðast efni Dk rek og bilun í búnaði við háan hita og tryggt langtíma stöðugan rekstur búnaðarins.