С момента своего продвижения в 2018 году протокол связи 5-го поколения (5G) сотовой радиочастоты (RF) обещал добиться значительного улучшения способа индивидуальных пользователей,промышленные машиныДля удовлетворения требований Международной мобильной телекоммуникации-2020 (IMT-2020),Проект партнерства третьего поколения (3GPP) разработал стандарт 5G, который устанавливает скорость передачи данных 10 Гбит/с, что в 10-100 раз быстрее, чем предыдущие стандарты 4G.Этот стандарт также требует увеличения пропускной способности в 1000 раз на единицу площади, чтобы обеспечить максимальное увеличение числа подключенных устройств в пределах площади в 100 раз.В то же время организация настаивает на достижении 99,999% доступности сети при сокращении энергопотребления базовых станций и подключенных устройств.
К середине 2025 года по всему миру будет более 2,25 миллиарда подключений 5G, из которых более 182 миллионов в Северной Америке.которые поддерживают только частоты и протоколы 5G, может достигать более высокой скорости загрузки и загрузки и поддерживать передовой промышленный Интернет вещей (IIoT) и связь между машинами (M2M), с задержкой сети до 1 мс.
Разработка новых устройств для строительства инфраструктуры 5G стимулировала спрос на различные электронные компоненты, включая повсеместные конденсаторы.конденсаторы - это универсальные устройства, которые могут отфильтровывать нежелательные частоты и устранять радиочастотные помехиПри проектировании устройств 5G и сотовых базовых станцийИнженеры должны выбрать подходящие конденсаторы для удовлетворения конкретной производительности, размера и затрат на каждое приложение.
Конденсаторы для антенных приложений 5G
Антенны инфраструктуры 5G поддерживают три полосы частот в более высоких регионах частот: низкочастотную полосу до 2 ГГц, среднюю полосу частот между 2 ГГц и 6 ГГц,и высокочастотную полосу между 24 GHz и 100 GHzСочетая многослойные керамические конденсаторы (MLCC) с индукторами для формирования осциллятора антенны, можно настроиться на конкретные радиочастоты.Конденсаторы инфраструктуры 5G должны иметь возможность обрабатывать более высокие частоты протокола (рисунок 1)..
Применение MLCC в области радиочастотных коммуникаций
Рисунок 1: MLCC широко используется в области радиочастотных коммуникаций. Инженеры должны тщательно подбирать конденсаторы для управления более высокими радиочастотными токами в инфраструктуре 5G. (Изображение: KEMET Corporate)
Одним из них являются конденсаторы серии HiQ CBR KEMET (рисунок 2).и может работать в течение длительного времени в диапазоне частот от 1 МГц до 50 ГГц без перегрева или потери характеристик емкостиБлагодаря использованию диэлектриков класса I, конденсаторы HiQ CBR могут работать в диапазоне температуры от -55 °C до +125 °C с изменением емкости менее ± 30 ppm/°C.В диапазоне постоянного напряжения 6.3 V до 500 V, этот конденсатор также может поддерживать очень стабильную производительность без старения.
Конденсатор KEMET HiQ CBR
Рисунок 2: Конденсаторы HiQ CBR - это MLCC, предназначенные для более высоких частот, используемых в инфраструктуре 5G. Это устройство для поверхностной установки (SMD) использует керамический диэлектрик класса I, соединенный с проводниками из необработанных металлов,и имеет матовые оловянные крышки(Изображение: корпорация KEMET)
Конденсаторы HiQ CBR состоят из нескольких слоев электродов из обычных металлов (рисунок 3). Материал электрода - медь, и каждый слой электрода отделен и встроен керамическим материалом.Керамический материал здесь - диэлектрик I класса C0G CaZrO3Металлическая конец крышка используется в качестве электрической части соединения для электрода, что облегчает сварку устройства поверхностного монтажа (SMD) на печатную плату (PCB).
Внутренний электрод MLCC слой, встроенный в керамический диэлектрик
Рисунок 3: Внутренний слой электродов MLCC (таких как продукты серии HiQ CBR) встроен в керамический диэлектрик с металлическими соединениями на конечных крышках. (Изображение: KEMET Corporation)
Благодаря своему материалу и структуре, конденсаторы HiQ CBR имеют низкую потерю производительности, представленную качественным фактором Q, который является обратным коэффициентом рассеивания (DF).При испытании конденсаторов HiQ CBR с величиной емкости 30 pF или выше в условиях 1 MHz ± 100 kHz и 1Для конденсаторов с более низкими значениями емкости в этой серии, Q = 400 + 20C, где C - значение емкости.
При разработке электронных продуктов для высокочастотных радиочастотных приложений инженеры также ищут конденсаторы с низким эквивалентным серийным сопротивлением (ESR) и низкой эквивалентной серийной индуктивностью (ESL),SRF - это частота, при которой конденсатор резонирует, в результате чего он теряет емкость и действует как индуктор,поэтому SRF должна быть намного выше, чем рабочая частотаДиапазон SRF конденсаторов HiQ CBR составляет от 600 МГц (100 пФ конденсаторов) до 12000 МГц (0,1 пФ конденсаторов).
Конечные крышки конденсаторов HiQ CBR обрабатываются матовым оловом и могут быть сварены на стандартные печатные платы.0402 (0.4 "x 0.2"), 0603 (0,6 "x 0.3"), и 0805 (0,8 "x 0.5). Эти устройства прошли сертификацию на отсутствие свинца и соответствуют требованиям RoHS.
Благодаря своим уникальным характеристикам производительности и внешним габаритам конденсаторы серии HiQ CBR играют хорошую роль в базовых станциях сотовой связи 5G, сетях связи, усилителях мощности RF (PA),беспроводные локальные сети (LAN)Эта серия конденсаторов также может использоваться для обработки сигнала, таких как блокировка постоянного тока, фильтрация, сопоставление импеданса, соединение,и байпас.
Для уменьшения помех и шума сигнала, designers can add similar KEMET FLEX SUPPRESSOR ® This sheet or roll shaped polymer metal composite material (Figure 4) contains micrometer sized magnetic particles dispersed in a flexible polymer substrate to suppress electromagnetic waves or resonances, улучшить конвергенцию магнитного потока или уменьшить шум, создаваемый электронными устройствами в диапазоне частот 5G от 3 до 40 ГГц.