Mae nodweddion amledd llawn, gofynion trosglwyddo cyflymder uchel, a phensaernïaeth RF gymhleth cyfathrebu 5G yn pennu na all PCB bwrdd cyffredin fr4 fodloni ei ofynion perfformiad. Bwrdd PCB amledd uchel yw'r sylfaen caledwedd graidd ar gyfer gweithrediad sefydlog rhwydwaith 5G, ac mae'r egwyddor ffisegol y tu ôl iddo yn ymwneud yn llwyr â chyfraith trosglwyddo signalau amledd uchel.
Mae nodweddion ffisegol amledd uchel signalau 5G yn gorfodi uwchraddio PCB
Yr ohebiaeth rhwng amlder a thonfedd: mae 5G yn cwmpasu'r bandiau amledd ton milimetr Is-6GHz a FR2 (24-40GHz), ac mae'r donfedd cyfatebol yn cael ei leihau o lefel centimetr i lefel milimetr. Mae llwybro a thrwch dielectrig y bwrdd cylched printiedig cyffredin eisoes ar yr un lefel â thonfedd y signal, a all achosi adlewyrchiad signal difrifol a cholli ymbelydredd yn hawdd.
Terfyn uchaf corfforol y gyfradd drosglwyddo: Gall cyfradd brig sianel sengl 5G gyrraedd 10Gbps neu fwy, ac mae amser codiad y signal yn cael ei fyrhau'n fawr. Bydd effaith paramedr dosbarthedig PCB traddodiadol yn cael ei chwyddo'n sydyn, gan arwain yn uniongyrchol at anhwylder amseru signal a chau'r diagram llygaid yn llwyr.
Priodwedd colled uchel naturiol tonnau milimetr: ar gyfer pob dyblu amlder, bydd colled trosglwyddo signalau yn y cyfrwng tua dyblu. Bydd colli byrddau fr4 cyffredin yn y band amledd uwchlaw 10GHz yn fwy na 3-5 gwaith yn fwy na'r bwrdd cylched printiedig amledd uchel, ac ni all gefnogi trosglwyddiad signal RF pellter hir.
Egwyddorion ffisegol craidd PCB amledd uchel: cysonyn dielectrig isel (Dk) a cholled dielectrig isel (Df)
Effaith ffisegol cysonyn dielectrig (Dk): Mae'r gyfradd trosglwyddo signal mewn cyfrannedd gwrthdro â gwreiddyn sgwâr cysonyn dielectrig y deunydd. Mae gwerth Dk deunyddiau fel Rogers a PTFE a ddefnyddir mewn bwrdd cylched printiedig amledd uchel yn sefydlog rhwng 2.2- 3.5, yn llawer is na'r 4.2-4.8 o fr4 cyffredin, a all leihau oedi trosglwyddo signal yn sylweddol a sicrhau cydamseriad amseriad signal aml-sianel.
Gwerth craidd colled deuelectrig (Df): Yn gyffredinol, mae gwerth Df bwrdd cylched printiedig amledd uchel yn llai na 0.005, a gall rhai deunyddiau colled isel iawn fod mor isel â 0.001. Yn y band amlder tonnau milimetr, gellir rheoli colled signal modfedd yr uned o fewn 0.3dB, gan osgoi llawer iawn o amsugno ynni gan y cyfrwng wrth drosglwyddo signalau RF.
Gofynion sefydlogrwydd ar gyfer Dk/Df: Mae ystod tymheredd gweithredu gorsafoedd sylfaen 5G yn cwmpasu -40 gradd ~125 gradd, ac mae amrywiad Dk deunyddiau PCB amledd uchel yn Llai na neu'n hafal i 0.2 yn yr ystod tymheredd llawn, heb ddrifft rhwystriant oherwydd newidiadau tymheredd amgylcheddol, gan sicrhau cywirdeb trawstffurfiau pelydrau mawr MIMO.
Rhesymeg sylfaenol ffisegol rhwystriant rheoledig a chywirdeb signal
Gofynion paru rhwystriant llym: Mae'r gofyniad goddefgarwch rhwystriant ar gyfer cysylltiadau RF 5G yn cael ei reoli o fewn ± 3%. Mae bwrdd cylched printiedig amledd uchel yn cyflawni rheolaeth rhwystriant manwl uchel - o lwybriad 50 Ω RF a 90 Ω llwybro gwahaniaethol trwy reoli trwch a lled llinell y cyfrwng yn gywir, gan leihau dirywiad cymhareb tonnau sefydlog ac osgoi adlewyrchiad signal yn y cysylltiadau trosglwyddo a derbyn.
Dyluniad ffisegol i atal crosstalk signal: Gall cyflymder cyswllt uchel-Serdes o 5G gyrraedd 100Gbps. Gall bwrdd cylched printiedig amledd uchel leihau'r cyplu maes trydan rhwng llinellau yn sylweddol ac osgoi croes-siarad signal rhwng sianeli cyflymder uchel cyfagos trwy gyfeirio at yr awyren ddaear gyflawn a rheoli'r bylchau gwifrau i fod yn fwy na thair gwaith lled y llinell mewn dylunio ffisegol.
Addasu ac optimeiddio effaith croen: Dim ond mewn haen denau o lefel micromedr ar wyneb y wifren y mae cerrynt signalau amledd uchel wedi'i grynhoi. Mae'r PCB amledd uchel yn defnyddio ffoil copr garwedd isel i leihau colli dargludydd o fwy na 40% ar amleddau uchel, gan osgoi gwanhau signal ychwanegol a achosir gan effaith croen.
Gofynion addasu corfforol ar gyfer MIMO enfawr 5G ac arae fesul cam
Gofynion cysondeb cam aml-sianel: Mae'r arae antena ar raddfa fawr o 5G AAU yn ei gwneud yn ofynnol i'r gwahaniaeth cam o ddwsinau neu hyd yn oed cannoedd o signalau RF gael eu rheoli o fewn 5 gradd . Gall unffurfiaeth materol a chywirdeb hyd llwybro PCB amledd uchel sicrhau bod oedi trawsyrru pob signal yn gyson iawn, gan gefnogi trawsyrru manwl uchel.
Mantais strwythur ffisegol pentyrru hybrid: mae gorsafoedd sylfaen 5G yn gyffredinol yn mabwysiadu strwythur hybrid o "haen RF amledd uchel" Rogers + haen ddigidol fr4", sydd nid yn unig yn bodloni gofynion colled isel cysylltiadau RF, ond sydd hefyd yn cydbwyso dwysedd gwifrau a chost gweithgynhyrchu cylchedau digidol. Ar hyn o bryd dyma'r datrysiad PCB prif ffrwd ar gyfer gorsafoedd macro a bach 5G.
Llwybr dargludiad corfforol afradu gwres: Mae dwysedd fflwcs gwres sglodion mwyhadur 5G yn llawer uwch na dyfeisiadau 4G. Gall swbstrad dargludedd thermol uchel byrddau cylched printiedig amledd uchel, ynghyd â thyllau claddedig metel a dyluniad sianel afradu gwres, afradu gwres y pen blaen RF yn gyflym, gan osgoi drifft Dk deunydd a methiant dyfais ar dymheredd uchel, a sicrhau gweithrediad sefydlog hirdymor yr offer.