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5G 커넥터 솔루션을 위한 설계 고려 사항, 팁 및 기술

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5G 네트워크와 연결된 디바이스의 배포로 인해 현재 커넥터 아키텍처에 대한 요구가 더욱 커질 것입니다. 대량 제조의 경우 커넥터 기술에 대한 투자가 시장에서 성공하려면 성능, 크기, 비용의 균형을 맞춰야 합니다. 기가헤르츠 애플리케이션의 경우, 내부 및 외부 전자기 간섭(EMI) 소스를 분리해야 한다는 점은 5G 애플리케이션에 고유한 과제를 제시합니다. 5G 휴대폰을 예로 들어보겠습니다. 여기에는 인덕턴스 문제로 인한 안테나 손실을 훨씬 낮은 수준으로 줄이고 하위 시스템 간의 상호 운용성을 보장하기 위해 함께 작동해야 하는 여러 하위 시스템(GPS, Wi-Fi, 셀룰러 6GHz 이하 및 mmWave 5G)이 포함되어 있으며, 효율적인 밀리미터파 방사를 위해 설계된 5G 핸드셋의 밀리미터파 하위 시스템은 민감한 CPU 코어 및 수동 안테나에 근접한 위치에 있어야 합니다. 이로 인해 전자파 적합성(EMC) 문제가 발생할 수 있습니다. 이러한 문제를 완화하기 위한 많은 솔루션이 있습니다. 그러나 이러한 솔루션은 더 크고 무거운 고차폐 동축 구조를 갖춘 CNC 가공 솔루션인 경우가 많습니다. 소비자용 5G 디바이스는 성능, 크기, 비용의 균형을 신중하게 고려해야 합니다. 5G UE 디바이스는 이러한 차세대 디바이스를 지원하기 위해 소형화의 한계를 뛰어넘는 동시에 더 뛰어난 성능을 제공해야 합니다. EMC 문제가 쉽게 해결될 기미가 보이지 않는 것처럼 이러한 추세는 둔화될 기미가 보이지 않습니다. 케이블 접지 및 하네스 관리 솔루션과 결합된 마이크로스트립 및 리본 와이어 소형 RF 동축 커넥터는 다양한 진보적인 EMI 솔루션을 대표합니다. 작고 차폐되어 있으며 가격이 저렴한 이러한 구성 요소는 제품 엔지니어의 성공적인 시스템 EMI 규정 준수 전략에서 핵심적인 역할을 합니다. 엔지니어링 설계의 업계 표준 절차는 성능 목표를 달성하는 것이며, 성능 목표가 달성된 후에야 부품 크기와 비용 제약 사이의 균형을 최적화할 수 있습니다. 그러나 주파수가 계속 상승할 수밖에 없는 상황에서 EMI 억제 및 절연은 프로젝트 시작 시 핵심적인 '우선 고려 사항'이 되었습니다. 다행히도 EMI 시스템 방출을 허용 가능한 수준으로 줄이는 데 도움이 되는 점진적으로 효과적인 솔루션이 있습니다. 한 가지 구성 요소 옵션은 보드-투-와이어 솔루션의 저가형 마이크로 스트립 버전입니다(그림 1 참조). 이 솔루션은 PCB 마이크로스트립 구조에 기본적인 RF 동축 연결을 제공합니다. 일부 RF 설계는 마이크로 스트립 성능을 수용하고 PCB에서 2개의 금속 레이어만 차지하여 PCB 비용과 두께를 줄일 수 있습니다. 그러나 더 높은 주파수의 경우 규정 준수를 통과할 만큼 EMI 방출을 충분히 억제하지 못할 수 있습니다. 마이크로 스트립 전송 라인이 EMI 성능 요건을 충족하기에 불충분한 경우, 3계층 스트립 라인 전송 구조가 필요할 수 있습니다. 이러한 경우 로우백 고성능 RF 리본 라인 커넥터(그림 6 참조)가 솔루션이 될 수 있습니다. 추가적인 EMI 대책을 사용해야 하는 고성능 환경에서는 SMT 접지 클립(그림 3 참조)을 추가하는 것이 도움이 될 수 있습니다. 이는 EMI 방출을 크게 억제하여 PCB 레이아웃 재설계 노력을 훨씬 더 줄일 수 있는 훌륭한 저비용 도구입니다. SMT 케이블 접지 클립 추가와 관련된 차폐 효과의 개선은 그림 4와 그림 7을 비교하면 쉽게 알 수 있습니다. 다음 네 가지 경우의 차폐 성능을 보다 면밀히 검토하기 위해 Ansys® HFS™ S 3D EM 시뮬레이션을 사용했습니다:

1:케이스 1- 원하는 EMI 성능, 마이크로 스트립 전송 라인을 미리 설정합니다:

마이크로 스트립 RF 커넥터를 사용하여 마이크로 스트립 전송 라인 섀시를 제작하고 HFSS에서 시뮬레이션했습니다. 마이크로 스트립 구조는 그림 2와 같이 방사선이 유도파 구조에서 빠져나갈 수 있도록 합니다.

그림 1: 마이크로 스트립 단면도

그림 2: I-PEX MHF®4L 소형 RF 동축 라인 커넥터는 고유한 방사 특성을 가지고 있지만 여전히 EMI 제거 기능이 부족한 마이크로 스트립 도파관 구조에 연결됩니다.

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2:케이스 1b - 추가 SMT 접지 클램프가 있는 RF 마이크로 스트립 커넥터:

SMT 접지 클램프를 추가하면 EMI 방사선이 방출 지점 주변 영역에 국한되고 마이크로 스트립 라인의 길이를 따라 크게 감소합니다(그림 4 참조). 또한 완벽한 차폐가 이루어지지는 않지만 추가 접지 레이어가 필요하지 않으며 새로운 보드 교체와 관련된 비용도 발생하지 않습니다.

그림 3: 매우 얇은 동축 케이블 차폐에서 PCB 접지층으로 간섭 전류를 배출하기 위해 I-PEX® MP-A SMT 접지 클립을 사용하는 EMI 시뮬레이션 사례 1b.

그림 4: EMI 시뮬레이션 사례 1b는 I-PEX® MP-A SMT 접지 클립을 사용하여 매우 얇은 동축 케이블 차폐에서 PCB 접지 레이어로 간섭 전류를 배출하여 EMI 누설 영역의 크기를 제한합니다.

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3:사례 2 - 더 높은 수준의 EMI 성능이 필요하며 리본 케이블 전송 라인과 RF 리본 케이블 커넥터가 필요합니다:

내구성이 뛰어난 고부가가치 설계에는 일반적으로 3겹 리본 와이어 전송선 구조가 사용됩니다(그림 5 참조). 이러한 이유로 스탬핑 커넥터를 위한 새로운 솔루션이 개발되었습니다(그림 7 참조). 신호 도체는 신호 레이어 양쪽의 접지 레이어에 의해 정의된 경계 내에 완전히 포함되므로 PCB 설계에서 더 나은 차폐를 제공합니다(그림 8 참조).

그림 5: 스트립 라인의 단면도(3개 레이어).

그림 6": 리본 라인 전송 구조에 연결된 I-PEX MHF®7S 초소형 RF 동축 커넥터 및 케이블은 상부 PCB 접지층에서 매우 적은 수준의 EMI 누출을 허용합니다.

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4:케이스 2b - 리본 케이블 전송 케이블 및 추가 SMT 접지 클립이 있는 RF 리본 케이블 커넥터는 더 높은 수준의 EMI 억제 기능을 제공합니다:

더 큰 EMI 차폐 제거가 필요한 매우 민감한 시스템의 경우 SMT 접지 클립을 추가하면 소형 RF 동축 케이블 커넥터에 대한 RF 차폐 리본 케이블의 성능이 더욱 향상됩니다(그림 7 참조).

그림 7: SMT 접지 클립 외에도 리본 와이어 RF 잠금형 커넥터를 사용하면 더 높은 수준의 EMI 완화가 가능합니다.

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5:결론:

1. 마이크로 스트립 미니 RF 동축 케이블 커넥터(그림 2 참조) 2. 마이크로 스트립 미니 RF 동축 케이블 커넥터 + SMT 케이블 접지 클립(그림 4 참조) 3. 리본 케이블 미니 RF 동축 케이블 커넥터(그림 6 참조) 4. 리본 케이블 미니 RF 동축 케이블 커넥터 + SMT 케이블 접지 클립(그림 7 참조) 5G 디바이스의 증가로 인해 커넥터 기술에 대한 성능 압박이 증가하고 있습니다. 스탬핑 커넥터 솔루션의 틈새 포지션은 성능, 공간, 비용 등 5G가 제기하는 과제가 되었습니다. 이 기술의 발전은 현재와 가까운 미래에 5G에서 등장하는 새로운 솔루션에 영감을 줄 것입니다.

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6. 회사 및 판매하는 제품에 대한 간략한 설명:

세계 무역 전자 제품은 커넥터, 와이어 하네스 및 케이블의 공급, 수요 및 판매에 중점을 둔 전문적이고 정확한 수직 전자 산업 판매 플랫폼입니다! 우리는 {커넥터|와이어 하네스|와이어 및 케이블}의 생산 / 판매를 전문으로합니다. 우리가 솔루션을 제공 할 수있는 커넥터|와이어 하네스|와이어 및 케이블을 구매하거나 알고 싶다면 다음 방법을 통해 언제든지 저희에게 연락하십시오.