Мікро кабель RG-174: для пігтеїлів та трасування на друкованих платках

Проектування компактних бездротових пристроїв вимагає ретельного вибору при трасуванні високочастотних сигналів у тісних просторах. Оскільки електронні корпуси стають меншими, традиційні товсті коаксіальні кабелі неможливо згинати навколо внутрішніх акумуляторних блоків, шлейфів дисплеїв і друкованих плат. Коаксіальний кабель типу RG174 забезпечує ідеальне поєднання низького профілю, надзвичайної гнучкості та стабільного опору 50 Ом, що робить його улюбленою рішенням для внутрішнього ВЧ-підключення на короткі відстані.

Розуміння механічних меж, електричних кривих ослаблення та найкращих практик підключення коаксіального кабеля типу RG174 дозволяє командам з проектування апаратного забезпечення зберігати цілісність сигналу, одночасно зберігаючи компактні розміри пристроїв. Від носимих IoT-трекерів до комерційних точок доступу Wi-Fi використання високоякісного коаксіального кабельного з’єднання для друкованих плат запобігає неочікуваному зниженню бюджету зв’язку.

Механічна конструкція та електричні характеристики

Оцінка будь-якого застосування RG174 починається з аналізу його фізичних шарів. Коаксіальний кабель RG174 має діаметр зовнішньої оболонки приблизно 0,110 дюйма (2,8 мм), що дозволяє йому згинатися навколо тісних радіусів, де більші кабелі зігнулися б або потріскалися.

• Конструкція провідника центральний провідник виконаний із мідно-стального дроту з 7 жилами діаметром приблизно 0,019 дюйма. Страний дизайн підвищує стійкість до втоми, що дозволяє багаторазове згинання під час технічного обслуговування пристроїв без розриву внутрішніх мідних жил.
• Діелектричний шар тверда поліетиленова діелектрична оболонка оточує центральний провідник, забезпечуючи сталу геометричну відстань для підтримки постійного характеристичного опору 50 Ом.
• Ступінь екранування луджена мідна оплітка як екран із покриттям 95 % захищає внутрішні сигнали від зовнішніх електромагнітних перешкод (EMI) і запобігає витоку високочастотних сигналів у сусідні сліди на платі.
• Захист зовнішньої оболонки міцна ПВХ-оболонка захищає внутрішні шари від вологи, стирання та механічних навантажень під час прокладання кабелю під час збирання.

Оскільки коаксіальний кабель RG174 має тонкий діелектрик, рівні загасання зростають швидше зі збільшенням частоти порівняно з товстішими коаксіальними кабелями. На частоті 100 МГц втрати становлять приблизно 5,5 дБ на 100 футів. На частоті 400 МГц загасання зростає до 13,5 дБ на 100 футів, а на 1 ГГц досягає майже 22 дБ на 100 футів. Хоча ці значення втрат здаються високими для довгих відрізків кабелю, типові застосування мікро-коаксіальних пігтеїлів передбачають короткі відрізки довжиною від 2 до 12 дюймів. Для перемички довжиною 6 дюймів загальні втрати внесення залишаються нижче 0,2 дБ на частоті 900 МГц, що робить його ефективним вибором для внутрішніх з’єднань від плати до корпусу.

Оцінка варіантів кабелів: RG174 проти RG 59 U

Вибір правильної лінії передачі вимагає узгодження розмірів кабелю та його електричних характеристик із вимогами системи. Порівняння 50-омного коаксіального кабелю RG174 із 75-омним коаксіальним кабелем RG 59 U демонструє, чому узгодження імпедансу є обов’язковим під час вибору коаксіального кабелю для друкованих плат.

Заміна стандартного коаксіального кабелю RG 59 U у типовому RF-колі з опором 50 Ом призводить до значних розривів імпедансу. Виникла неузгодженість підвищує коефіцієнт стоячої хвилі напруги (VSWR), що спричиняє відбиття сигналів, знижує дальність бездротового зв’язку та розсіює потужність передавача. Крім того, більший діаметр кабелю RG 59 U (0,242 дюйма) робить його непридатним для вузьких мікро-коаксіальних перемичок у компактних корпусах пристроїв.

Проектування мікро-коаксіальних перемичок для малих корпусів

Мікро-коаксіальна перемичка виступає проміжним мостом, що з’єднує малогабаритні RF-роз’єми, встановлені на друкованій платі, із міцними зовнішніми прохідними роз’ємами, вмонтованими в стінку корпусу. Поширені конфігурації поєднують ультрамалі роз’єми U.FL або IPEX з одного боку та панельні роз’єми SMA, MCX або MMCX — з іншого.

У проектуванні портативних IoT-пристроїв простір між основною друкованою платою та зовнішнім корпусом часто обмежений кількома міліметрами. Використання гнучкого коаксіального кабелю RG174 у вигляді короткого мікро-коаксіального «хвоста» дає технікам змогу прокладати сигнальні шляхи через вузькі канали навколо екрануючих корпусів і відсіків акумуляторів. Гнучке багатодротове ядро витримує різкі вигини без надмірного механічного навантаження на крихкі поверхневі U.FL-роз’єми.

Проектування переходу на друковану плату та заземлення екрану

Підключення коаксіального кабелю RG174 безпосередньо до друкованої плати вимагає точної геометрії виведення, щоб уникнути паразитної індуктивності та стрибків втрат повернення.

• Зберігайте неекрановані виводи короткими : Знімання зовнішньої оболонки та оплетки-екрану відкриває центральний провідник. Збереження довжини оголеного центрального виводу менше ніж 1,5 мм мінімізує небажану послідовну індуктивність на високих частотах.
• Забезпечте надійне заземлення : Заземлюйте олов’яно-мідну оплетку-екран безпосередньо до заземлювальної площини друкованої плати по обидва боки сигнальної доріжки за допомогою широких паяних площадок.
• Використовувати спеціалізовані роз’єми : У випадках, коли безпосереднє паяння є непрактичним, кромкові SMA-роз’єми, поверхневі MCX-роз’єми або швидкоз’ємні роз’єми U.FL, призначені для інтерфейсів коаксіальних кабелів на друкованих платках, забезпечують стабільні переходи імпедансу.

Якість виробництва та гарантії збирання

Тривала надійність у будь-якому застосуванні RG174 залежить від точних методів закінчення. Оскільки провідники у мікро-коаксіальному «хвості» тонкі, ручне обтискання часто призводить до змінної глибини вставлення штиря, зсуву оплетки або переривчастого контакту під час фізичних вібрацій. Автоматичне обтискне обладнання з каліброваною висотою матриць забезпечує стабільне механічне утримання й низькі втрати при введенні в усіх серіях виробництва.

Виробники прецизійних коаксіальних кабелів, такі як WORLDPEAK, підтримують глобальних виробників апаратного забезпечення за допомогою індивідуальних збірок коаксіальних кабелів типу RG174 та мікро-коаксіальних «хвостиків». Зберігаючи повністю автоматизовані процеси знімання ізоляції кабелів, прецизійної опресовки та тестування за допомогою векторного аналізатора мереж (VNA), WORLDPEAK постачає спеціалізовані кабельні жгутів для друкованих плат (PCB) з коаксіальними кабелями, виготовлені точно за заданою довжиною, типом роз’єму та вимогами до екранування. Кожна збірка проходить 100-відсоткове тестування на безперервність та коефіцієнт стоячої хвилі (VSWR) перед відправленням, що гарантує надійну роботу у бездротових системах для IoT, телекомунікацій та промислових електронних пристроїв по всьому світі.