RG-174 mikro kabelis: naudojamas kaip „pigtails“ ir PCB montavimui

Kompaktiškų belaidžių įrenginių projektavimas reikalauja atidžių sprendimų, kai aukšto dažnio signalai vedami per siaurus erdves. Mažėjant elektroninių korpusų dydžiui, tradicinės storos koaksialinės linijos tampa neįmanoma lenkti aplink vidines akumuliatorių paketas, ekranų juostelinius laidus ir grandynų plokštes. RG174 koaksialinis kabelis suteikia idealų mažo profilio, išskiltingos lankstumo ir stabilios 50 omų impedanso derinį, todėl jis yra populiariausias sprendimas trumpojo nuotolio vidiniam RF laidavimui.

Suprantant RG174 koaksialinio kabelio mechanines ribas, elektros slopinimo kreives ir geriausias prijungimo praktikas, techninio projekto komandos gali išlaikyti signalo vientisumą, tuo pat metu užtikrindamos įrenginio kompaktišką formos faktorių. Nuo nešiojamųjų IoT seklių iki komercinių Wi-Fi prieigos taškų, naudojant aukštos kokybės PCB koaksialinį kabelio komplektą galima išvengti netikėtų ryšio biudžeto sumažėjimų.

Mechaninė konstrukcija ir elektriniai rodikliai

Bet kurią RG174 programinės įrangos taikymo vertinimą pradedama nuo jos fizinio sluoksnio tyrimo. RG174 koaksialinis laidas turi išorinės apvalkalo skersmenį apytiksliai 0,110 colio (2,8 mm), todėl jis gali lankstytis aplink siaurus spindulius, kur didesni laidai susisuktų arba įtrūktų.

• Laidininko konstrukcija : Vidurinis laidininkas pagamintas iš 7 siūlų vario dengtos plieninės vielos, kurios skersmuo yra apytiksliai 0,019 colio. Siūlinė konstrukcija padidina nuovargio atsparumą, leisdama daug kartų lankstyti laidą prietaiso techninės priežiūros metu, nepažeidžiant vidinių varinių siūlų.
• Dielektrinis sluoksnis : Kietasis polietilenas kaip dielektrikas supa vidurinį laidininką, užtikrindamas vienodą geometrinį tarpą ir nuolatinę 50 omų būdingąją varžą.
• Aprišimo dengimo laipsnis : Baltojo vario audinio aprišimas su 95 % dengimo laipsniu apsaugo vidines signalus nuo išorinės elektromagnetinės sąveikos (EMI) ir neleidžia aukšto dažnio nutekėjimui į šalia esančias plokštės takelius.
• Išorinio apvalkalo apsauga dėl ilgalaikio naudojimo PVC apvalkalas apsaugo vidines kabelio dalis nuo drėgmės, susidėvėjimo ir mechaninės įtampos montavimo metu.

Kadangi RG174 koaksialinis kabelis turi ploną dielektriką, jo signalo silpnėjimas dažnių diapazone auga greičiau nei storesnių koaksialinių kabelių. 100 MHz dažnyje nuostoliai siekia maždaug 5,5 dB kas 100 pėdų. 400 MHz dažnyje nuostoliai padidėja iki 13,5 dB kas 100 pėdų, o 1 GHz dažnyje jie pasiekia beveik 22 dB kas 100 pėdų. Nors šie nuostolių skaičiai atrodo dideli ilgiems kabeliams, tipiškos mikrokoaksialinės kabelio „pigtails“ taikymo sritys naudoja trumpus kabelius – nuo 2 iki 12 colių. 6 colių jungiamajame kabelyje bendras įterpimo nuostolis 900 MHz dažnyje lieka mažesnis nei 0,2 dB, todėl šis kabelis yra efektyvus sprendimas vidinėms plokštės ir korpuso jungtims.

Kabelių pasirinkimo vertinimas: RG174 prieš RG59U

Tikslaus perdavimo linijos pasirinkimas reikalauja, kad laidų matmenys ir elektrinės savybės atitiktų sistemos reikalavimus. Palyginus 50 omų RG174 koaksialinį laidą su 75 omų RG 59 U koaksialiniu laidu, aiškiai matyti, kodėl impedanso pritaikymas yra būtinas renkantis koaksialinius laidus plokštuminėms grandinėms.

RG 59 U koaksialinio kabelio naudojimas standartinėje 50 omų RF grandinėje sukelia reikšmingus impedanso nutrūkimus. Gautas neatitikimas padidina įtampos stovinčiosios bangos santykį (VSWR), kuris sukuria signalo atspindžius, pabloginantys belaidžio ryšio nuotolį ir švaistantys siųstuvo galios energiją. Be to, storumas 0,242 colio RG 59 U koaksialinio kabelio daro jį netinkamą naudoti siaurose mikrokoaksinio prijungiamojo laidų trasose kompaktiškų įrenginių korpusuose.

Mikrokoaksinio prijungiamojo laidų projektavimas mažoms dėžutėms

Mikrokoaksinis prijungiamasis laidas veikia kaip tarpinis tiltas, jungiantis mažus PCB montuojamus RF jungtukus su tvirtais išoriniais sienos jungtukais, montuojamais įrenginio korpuso sienoje. Dažniausiai pasitaikančios konfigūracijos jungia viename gale ultra-mažus U.FL arba IPEX jungtukus su kitame gale plokštumos montavimui skirtais SMA, MCX arba MMCX jungtukais.

Rankinėse IoT įrenginių konstrukcijose erdvė tarp pagrindinės grandinės plokštės ir išorinio korpuso dažnai ribojama keliais milimetrais. Lankstaus RG174 koaksialinio kabelio naudojimas trumpam mikrokoaksialiniam prijungimui leidžia technikams nukreipti signalų kelius siaurose kanalų srityse aplink ekranavimo dėžutes ir akumuliatorių skyrius. Lankstus vielų šerdies suvyniojimas toleruoja mažus lenkimo spindulius, nekeliant per didelės mechaninės įtampos trapiai paviršiaus montuojamoms U.FL priėmimo jungtims.

SPB perėjimo konstrukcija ir ekranavimo įžeminimas

RG174 koaksialinio kabelio tiesioginis prijungimas prie grandinės plokštės reikalauja tikslaus paleidimo geometrijos, kad būtų išvengta parazitinės induktyvumo ir grįžtamojo nuostolio smūgių.

• Neekranuotų laidų ilgio ribojimas : Nuvalius išorinį apvalkalą ir plaitinį ekraną atsiskleidžia vidurinis laidininkas. Vidurinio atvirto laidininko ilgį reikia laikyti mažesniu nei 1,5 mm, kad būtų sumažinta nenorima eilutinė induktyvumas aukštesnėse dažnių srityse.
• Tvirtas įžeminimas : Plaitinį aliuminio vario ekraną reikia įžeminti tiesiai prie SPB žemės plokštumos abiejose signalo linijos pusėse naudojant plačias lydymo padėklas.
• Naudoti specializuotus jungiklius : Ten, kur tiesioginis lydymas yra netikslingas, kraštinėje montuojami SMA, paviršiaus montavimo MCX arba užsifiksuojantys U.FL priimtuvai, suprojektuoti PCB koaksialinių laidų sąsajoms, užtikrina nuoseklias impedanso perėjas.

Gamybos kokybė ir surinkimo patikimumas

Bet kurio RG174 taikymo ilgalaikis patikimumas priklauso nuo tikslaus prijungimo technikos. Kadangi mikrokoaksialinio laido (pigtail) laidai yra ploni, rankinis suvirinimas dažnai sukelia kintamą kontaktinio elemento gylį, apvyniotojo sluoksnio slydimą arba netolygų kontaktą dėl mechaninės vibracijos. Automatinis suvirinimo įrenginys su kalibruotais šablonų aukščiais užtikrina nuoseklų mechaninį fiksavimą ir mažą įėjimo nuostolį visose gamybos serijose.

Tikslūs koaksialinių laidų gamintojai, tokie kaip WORLDPEAK, palaiko pasaulinius „hardware“ OEM gamintojus, teikdami specialiai sukurtus RG174 koaksialinių laidų komplektus ir mikrokoaksialinius „pigtail“ projektus. Palaikydami visiškai automatizuotą laidų nuodėjimo, tikslų įspaustinėjimą ir VNA bandymų infrastruktūrą, WORLDPEAK tiekia pritaikytus PCB koaksialinių laidų raiščius, kurie gaminami tiksliai nurodytomis ilgio, jungiklių ir ekranavimo specifikacijomis. Kiekvienas komplektas prieš išsiuntimą patenka 100 procentų nuolatinės srovės ir VSWR tikrinimui, užtikrindamas patikimą belaidžio ryšio veikimą IoT, telekomunikacijų ir pramonės elektronikoje visame pasaulyje.