互连


毫米波互连的考虑

2021年9月29日互连

无线电和传感应用的总体趋势是转向更高的频率,要么是为了避免由于射频和微波频谱使用的增加而产生的干扰,要么是为了利用毫米波硬件越来越容易获得的优势。对于消费者、工业、军事、航天和卫星通信应用都是如此。

不管原因是什么,其结果是对毫米波互连的需求增加,包括同轴电缆组件、连接器和适配器,以及波导互连。此外,毫米波硬件与射频甚至微波硬件相比,尺寸相对较小,这意味着通常需要更紧凑的互连解决方案,如探头和平面传输线(微带、带状线、共面波导、槽线等)。

有几个现象在毫米波长发挥作用,往往被忽略或只是一个次要的考虑在较低的频率。其中一些现象是趋肤效应、不期望的传输模式和介质/导体的较高射频损耗。综合来看,传输线和互连线通常与它们工作的频率成几何比例。例如,较大的同轴连接器具有最大截止频率,这是内外导体间距和尺寸的函数。这种截止频率并不一定意味着同轴连接器不携带高频信号能量,它只是意味着它们不再按照规范工作(由于高频信号组件产生的其他传输模式)。

其他需要考虑的是电源处理和击穿电压。由于毫米波互连受到更高的射频损耗和更小的导体和几何形状的经常使用,这些互连的功率处理和击穿电压通常低于为较低频率设计的互连。这可能是一个复杂的问题,因为较高的射频损耗意味着可以注入到系统的功率更少,在互连长度上损失的功率更多,这导致比例更低的有效最大传输范围。

这就是为什么在许多毫米波应用中,波导经常被用作互连的选择。波导互连通常具有较高的功率处理和较低的损耗在相同的频率同轴或某些平面传输线。然而,由于表面光洁度成为毫米波频率下射频损耗的重要组成部分,因此对导电表面进行适当的加工或涂覆是很重要的。因此,对于用于关键或敏感应用的毫米波互连线,其导体通常涂有贵金属,特别是耐腐蚀和导电性优越的金。毫米波互连中的高射频损耗也来自于介质,这使得介质的选择成为毫米波设计的一个极其重要的方面。

毫米波应用通常采用波导互连或专用电缆组件的另一个原因是,为了解决运营商进行物理连接的挑战。例如,对于射频和微波同轴,具有一定技能和经验的操作人员可以在不使用特殊工具的情况下进行良好的射频连接。然而,在毫米波频率下,连接器和组件的尺寸和公差通常决定了精密机械组装的需要。

即使是将毫米波同轴连接器连接在一起对一些人来说也是一个挑战,这就是为什么精密索引电缆组件变得越来越普遍的原因。越来越多地使用这些专用电缆组件的另一个原因是,能够在相同或更小的连接器占用空间内容纳更多的射频互连。

欲了解更多信息,请联系Andrew Hutton, RF Design, +27 21 55 8400andrew@rfdesign.co.zawww.rfdesign.co.za


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