Мы запустили новую версию сайта. Старая версия сайта доступна здесь.
ru en
Автор: Галимуллин Айрат Ринатович ( инженер ДИИС, АО "НПФ "Микран",  airat@micran.ru)

  • Малые вносимые потери до 50 ГГц
  • Низкий КСВ
  • Высокая механическая стабильность
  • Температурная стабильность

Беспроводная технология 5G использует разнообразные частоты в пределах двух блоков, известных как: FR1 (частоты от 450 МГц до 7,125 ГГц) и FR2 (частоты от 24,25 ГГц до 52,6 ГГц). 

FR1 преимущественно включает традиционные частоты, ранее используемые в технологии 4G.
FR2 — это принципиально новые частоты миллиметрового диапазона, которые позволят существенно увеличить скорость передачи данных и откроют возможности для новых сфер применения беспроводных технологий.

Однако рассматривая верхнюю границу блока частот FR2, мы сталкиваемся с затруднением. Измерительная аппаратура и другие устройства миллиметрового диапазона используют на выходах коаксиальные соединители с воздушным заполнением.Коаксиальные соединители с воздушным заполнением и сечением линии 2,4/1,042 мм работают лишь до 50 ГГц и не перекрывают диапазон 24,25…52,6 ГГц.

Соединители в тракте меньшего сечения 1,85/0,8 мм, рабочий диапазон которых составляет 0 - 65 ГГц, стоят существенно дороже и по этой (и некоторым другим причинам) их использование нецелесообразно.

Компания «Микран» начала разработку коаксиальных соединителей с момента основания департамента ИИС (2003 г.). Начиная от самых простых сечений 7/3,04 мм (0…18 ГГц), и постепенно увеличивая частотный диапазон и требования к точности исполнения токарных элементов, соответственно уменьшая линейные размеры деталей. Коаксиальные соединители сечением 2,4/1,042 мм (0…50 ГГц)успешно производятся уже более 10 лет. Перспектива широкого внедрения сетей 5G и оборудования для 5GNewRadio послужила стартом проведения опытно-конструкторских работ по разработке соединителей 2,4/1,042 мм с расширенным частотным диапазоном.

Теоретически, критическая частота воздушной коаксиальной линии сечением 2,4/1,042 мм, обусловленная влиянием паразитной волны высшего порядка, составляет 56,7 ГГц, однако частотный диапазон лимитирует диэлектрическая опора, необходимая для позиционирования центрального проводника соединителя относительно внешнего. Относительная диэлектрическая проницаемость этой опоры больше, чем у воздуха, что приводит к уменьшению критической частоты до значения чуть выше 50 ГГц. Выше критической частоты возникают резонансы характеристик коэффициента передачи и коэффициента отражения, обусловленные паразитными волнами.

На диаграмме представлены характеристики коэффициента передачи пяти разных серийных коаксиальных переходов серии ПК2-50 в тракте 2,4/1,042 мм производства компании «Микран», измеренных на векторном анализаторе цепей в диапазоне 50…55 ГГц. Маркер выставлен на частоту 52,6 ГГц.

dia1.png

Из графика видно, что серийные соединители Тип I в тракте 2,4/1,042 мм имеют резонанс ниже верхней частоты работы системы 5G, поэтому нельзя говорить о том, что данные соединители удовлетворяют требованиям нового стандарта связи.

Специалистам компании «Микран» удалось преодолеть это ограничение и создать коаксиальный соединитель в тракте 2,4/1,042 мм, который можно использовать в пределах всего блока частот FR2.

На следующей диаграмме представлены коаксиальные соединители в тракте 2,4/1,042 мм новой разработки. Как видно, нежелательный резонанс отодвинут за отметку 52,6 ГГц.

dia2.png

Новый коаксиальный соединитель использует шайбу модифицированной конструкции. К сожалению, расширенный частотный диапазон влечет за собой небольшое уменьшение надежности и ресурса нового соединителя.

Указанная особенность модифицированного соединителя может поставляться как опция «Диапазон частот технологии 5G» для следующих классов продукции:


Новые соединители с опцией «Диапазон частот технологии 5G» не отличаются от серийных и сохранили свои электрические параметры. Переходы с этими соединителями демонстрируют следующие характеристики:

Частотный диапазон, ГГц КСВН, не более

Вносимые потери, дБ, не более

0..52,6

0..20

20..50

 

1,1

1,2

 

0,2

0,3