新兴5G技术正在改变消费者网络和工业网络的通信能力,其能力已超乎人们之前的想象。大多数设计工程师都意识到,在广泛的5G部署和整合中,要实现理想的网速、性能和可靠性,就需要采用专门元器件。虽然Molex莫仕等供应商几十年来一直在设计天线和微型连接器,但他们也必须转变工作方向,以便利用现有的设计、测试和制造方法来优化5G应用中的元器件。
如今的5G元器件必须能够支持超过30 GHz的毫米波(mmWave)频率,这比传统网络的6GHz频率要高得多。这种变化需要采用非常灵敏的微型连接器和天线,大多数5G元器件需要通过先进仿真技术进行初步开发,因为即使是十分之一毫米的尺寸变化也会造成性能的巨大差异。此外,大气中的信号损耗程度和潜在辐射水平要高得多,因此需要进行判断正确的测试。
通过演进,Molex莫仕的设计和制造流程已具备了先进模拟和测试功能,这非常有利于5G元器件的生产。开发尖端的5G元器件需要强大的测试系统、合理的设计流程、长期积累的专业知识和内部协作。
投资测试基础设施
参与制造5G元器件的公司需要具备最先进的测试能力,以测量波束成型、辐射、高增益天线、低损耗和高频率连接器等内容。测试实验室种类繁多,但毫米波测试系统需要有超高精度定位器来评估5G应用中范围广泛的频率,以及辐射输出的细微变化。理想情况下,测试实验室应是全频谱的,以避免需要多个测试房间。
由于需要采用低损耗和高精度的测试用元器件,毫米波测试系统比低频测试系统贵得多。较旧的测试实验室太大,电缆系统会加剧毫米波测试造成的路径损失和能量损失。要测量毫米波这样较高的频率,就必须更新矢量网络分析仪,这是明确的要求。
公司内部不具备毫米波测试能力的制造商,通常依赖于外部测试实验室。但是,5G元器件设计过程通常是迭代的,需要根据测试结果进行多次重新配置。使用公司自有的测试系统可实现更无缝、更高效的设计流程。
需要新的设计流程
在天线采用毫米波技术之前,制造商可以使用设备实物模型在台上开发天线,或者使用早期原型,将天线手工内置到设备中。但是,由于频率要求较高,尺寸非常小,尺寸的变化影响非常大,因此天线的第一次迭代必须通过模拟进行设计,并直接从这些模型中进行原型设计。此外,为了实现更高的增益水平,我们必须从单极天线或偶极天线过渡到阵列天线,而如何设计该天线并把其整合到设备是具有挑战性的。
掌握测试专业知识势在必行
重新配置设计流程并建立公司自有测试系统仅仅是个开始。精简和最大限度扩大5G测试功能是需要时间和现有专业知识的,而这方面的先行者(如Molex莫仕)多年来一直关注这一点。测试毫米波元器件过程的灵敏度非常高,测试的设置工作需要非常小心谨慎地完成。所有连接器必须扭转到适当的水平,并且需要精密工具来确认一切都已正确设置。经验丰富的测试运营商(如Molex莫仕)已确定了具体方法以实现测试精度,例如使用激光定位进行测试。
设计和测试5G兼容的微型连接器给制造商带来了一系列挑战。所需的5G连接器解决方案要复杂得多,在同时使用5G和旧有LTE网络技术的情况下,必须满足更多的测试规范要求。连接器必须在各种各样的条件下使用,这可能会造成辐射,必须在系统中进行规避设计和测试。
Molex莫仕和客户的协作
几十年来,Molex莫仕始终致力于设计天线和微型连接器,如今Molex莫仕转而利用自身的优势,测试和制造能力来针对5G应用优化这些元器件。Molex莫仕是毫米波测试技术的早期投资者,因此成为5G测试和设计领域的长期领先者。当其它公司仍然依赖外部测试公司进行测试时,Molex莫仕正在简化其测试流程,并受益于新设计的公司内部迭代。Molex莫仕的工程师已经熟悉5G元器件的设计和测试流程并为客户提供了无与伦比的内部专业知识。