RG-174 -mikrokaapeli: pihdit ja piirilevypiirien käyttö

Kompaktien langattomien laitteiden suunnittelussa vaaditaan huolellisia päätöksiä korkeataajuus signaalien ohjaamisessa kapeisiin tiloihin. Kun elektronisten koteloitten koko pienenee, perinteiset paksut koaksiaalikaapelit muuttuvat mahdottomiksi taivuttaa sisäisten akkupakkausten, näytön liuskakaapelien ja piirilevyjen ympärille. RG174-koaksiaalikaapeli tarjoaa ihanteellisen yhdistelmän matalasta profiilista, erinomaisesta joustavuudesta ja vakasta 50-ohmin impedanssista, mikä tekee siitä suosituimman ratkaisun lyhyen matkan sisäiseen RF-johtoon.

RG174-koaksiaalikaapelin mekaanisten rajoitusten, sähköisen vaimennuksen käyrän ja päätteiden parhaiden käytäntöjen ymmärtäminen mahdollistaa laitteiston suunnittelutiimien säilyttää signaalin eheyden samalla kun laitteen muotokerroin pysyy ohuena. Käytettävissä sekä kuluttajien käyttämiin IoT-seurantalaiteisiin että kaupallisissa Wi-Fi-käyttöpisteissä, korkealaatuinen PCB-koaksiaalikaapelikokoonpano estää odottamattomia linkkibudjetin laskuja.

Mekaaninen rakenne ja sähköinen suorituskyky

Minkä tahansa RG174-sovelluksen arviointi alkaa sen fyysisten kerrosten tarkastelulla. RG174-koaksiaalikaapelin ulkokuoren halkaisija on noin 0,110 tuumaa (2,8 mm), mikä mahdollistaa sen taipumisen tiukille kaarrealueille, joissa suuremmat kaapelit taipuisivat tai murtuisivat.

• Johtimen suunnittelu : Keskuksen johtimen muodostaa 7-säikeinen kuparilla pinnoitettu teräslanka, jonka halkaisija on noin 0,019 tuumaa. Säikeinen rakenne parantaa väsymisvastusta, mikä mahdollistaa toistuvan taipumisen laitteen huollon aikana ilman sisäisten kuparisäikeiden katkeamista.
• Dielektrinen kerros : Kiinteä polyeteenieriste ympäröi keskuksen johtimen ja säilyttää tasaisen geometrisen etäisyyden, jolloin saavutetaan vakaa 50 ohmin karakteristinen impedanssi.
• Suojauksen peittävyys : Tinattu kupariverkko suojaus tarjoaa 95 %:n peittävyyden ja suojaa sisäisiä signaaleja ulkoisilta elektromagneettisilta häiriöiltä (EMI) samalla kun se estää korkeataajuisten vuotojen leviämisen naapuripiirilevyjen johdinradalle.
• Ulkokuoren suojaus : Kestävä PVC-ulkokuori suojaa sisäisiä kerroksia kosteudelta, kulumaalta ja mekaanisilta rasituksilta asennuksen aikana tapahtuvassa kaapelointiin.

Koska RG174-koaksiaalikaapelissa on ohut eristekerros, vaimennustaso nousee nopeammin taajuuden funktiona verrattuna paksuumpiin koaksiaalikaapeleihin. Taajuudella 100 MHz häviö on noin 5,5 dB per 100 ft. Taajuudella 400 MHz vaimennus kasvaa 13,5 dB:een per 100 ft ja saavuttaa lähes 22 dB:än per 100 ft taajuudella 1 GHz. Vaikka nämä häviöarvot vaikuttavat korkeilta pitkissä kaapelipituuksissa, tyypillisissä mikrokoaksiaalisen liitäntäkaapelin sovelluksissa käytetään lyhyitä pituuksia, jotka vaihtelevat 2–12 tuuman välillä. 6 tuuman siirtojohdossa kokonaissisääntöhäviö pysyy alle 0,2 dB:llä taajuudella 900 MHz, mikä tekee siitä tehokkaan valinnan sisäisten piirilevyn ja kotelon välisiin yhteyksiin.

Kaapelivaihtoehtojen arviointi: RG174 vs. RG 59 U

Oikean siirtolinjan valinta edellyttää kaapelimittojen ja sähköisten ominaisuuksien sovittamista järjestelmän vaatimuksiin. Vertailemalla 50 ohmin RG174-koaksiaalikaapelia ja 75 ohmin RG 59 U -koaksiaalikaapelia korostuu, miksi impedanssisovitus on olennainen tekijä PCB:n koaksiaalikaapelivalinnoissa.

RG 59 U -koaksiaalikaapelin käyttö standardissa 50-ohmin RF-piirissä aiheuttaa merkittäviä impedanssihyppäyksiä. Tämä epäsovitteisuus kasvattaa jännitteisen seisovan aallon suhdetta (VSWR), mikä synnyttää signaalien heijastumia, joista seuraa langattoman yhteyden kantaman heikkeneminen ja lähetintehon hukkaaminen. Lisäksi RG 59 U -koaksiaalikaapelin suurempi halkaisija (0,242 tuumaa) tekee siitä sopimattoman tiukkiin mikrokoaksiaalisiihen siirtojohtoihin pieniin laitelaitteisiin.

Mikrokoaksiaalisten siirtojohtojen suunnittelu pieniin koteloihin

Mikrokoaksiaalinen siirtojohto toimii välisiltä sillalta, joka yhdistää pieniin piirilevyihin asennetut RF-liittimet kestäviin ulkoisiin läpivientiliittimiin, jotka on asennettu kotelon seinään. Yleisiä konfiguraatioita ovat ultra-mikroskooppiset U.FL- tai IPEX-liittimet toisessa päässä ja paneeliasennettavat SMA-, MCX- tai MMCX-liittimet toisessa päässä.

Käsin pidettävissä IoT-laitteissa piirilevyn ja ulkokoteloituksen välinen tila on usein rajattu muutamaan millimetriin. Joustavan RG174-koaksiaalikaapelin käyttö lyhyen mikrokoaksiaalisen liittimen valmistamiseen mahdollistaa teknikoiden ohjata signaalireittejä kapeiden kanavien läpi suojakanojen ja akkukoppien ympärillä. Joustava, monilankainen ydin kestää tiukkoja taivutussäteitä ilman, että hauraita pinnalle kiinnitettäviä U.FL-liittimiä rasitetaan liiallisesti mekaanisesti.

Piirilevyn siirtosuunnittelu ja suojamaadoitus

RG174-koaksiaalikaapelin suora kytkentä piirilevylle vaatii tarkan lähtögeometrian, jotta vältetään epätoivottavaa häviöinduktanssia ja heijastushäviön huippuja.

• Pidä suojaamattomat johtimet lyhyinä : Ulkokuoren ja verkkosuojan poistaminen paljastaa keskusjohtimen. Keskuksen altistetun osan pituuden pitäminen alle 1,5 mm:llä minimoi epätoivottavaa sarja-induktanssia korkeammilla taajuuksilla.
• Varmista luotettava maadoitus : Maadoita tinattu kupariverkko-suojakaapeli suoraan piirilevyn maatasoon signaalijohdon molemmin puolin leveillä kuumasolttipadoilla.
• Käytä erityisiä liittimiä : Siinä tapauksessa, että suora kipinäys on epäkäytännöllistä, reunaan asennettavat SMA-liittimet, pintaliitettävät MCX-liittimet tai PCB-koaksiaalikaapelien liitäntöihin tarkoitetut napsautusliittimet (U.FL) tarjoavat johdonmukaisia impedanssinsiirtokäyttäytymiä.

Valmistuslaatu ja kokoonpanovarmistus

Minkä tahansa RG174-sovelluksen pitkäaikainen luotettavuus riippuu tarkoista päätystekniikoista. Koska mikrokoaksiaalisen päässä olevan johdin on ohut, manuaalinen puristus aiheuttaa usein vaihtelevan pinnin syvyyden, verkon liukumisen tai fyysisen värähtelyn aikana epävakaita yhteyksiä. Kalibroitu korkeusasetus omaavat automatisoidut puristuslaitteet varmistavat johdonmukaisen mekaanisen kiinnityksen ja alhaisen lisäyshäviön tuotantoserioiden välillä.

Tarkkuuskoaksiaalivalmistajat, kuten WORLDPEAK, tukevat globaaleja laitteistovalmistajia räätälöidyillä RG174-koaksiaalikaapelikokoelmilla ja mikrokoaksiaalipigtail-suunnittelulla. WORLDPEAK säilyttää täysin automatisoidun kaapelinkaristus-, tarkkuuspuristus- ja VNA-testausinfrastruktuurin ja toimittaa räätälöityjä PCB-koaksiaalikaapelikimpuja, jotka on valmistettu tarkoituksenmukaisesti määritellyn pituuden, liittimen ja suojauksen mukaan. Jokainen kokoelma tarkastetaan 100 prosenttisesti jatkuvuuden ja VSWR:n osalta ennen lähettämistä, mikä takaa luotettavan langattoman suorituskyvyn IoT-, telekommunikaatio- ja teollisuuselektroniikkalaitteissa ympäri maailmaa.