Kodėl 5G antenoms skirtas aliuminis?
5G bazinių stočių antenos veikia aukštesniais dažniais nei ankstesnės kartos, o milimetrinių{1}}bangų juostos siekia keliasdešimt gigahercų, be to, daug jų montuojamos lauke ant bokštų, stogų ir gatvių baldų. Todėl antenos konstrukcija turi būti laidi elektrai, pakankamai lengva, kad ją būtų galima sumontuoti, matmenų stabilumas esant temperatūros svyravimams ir atsparus metų atmosferos poveikiui. Aliuminis atitinka visus šiuos reikalavimus už daug mažesnę kainą nei varis.
Didelio -grynumo aliuminio elektrinis laidumas yra maždaug 60 % IACS, kurio pakanka antenos reflektoriams, tiekimo komponentams ir korpusams daugelyje konstrukcijų, o jo tankis apie 2,70 g/cm3 išlaiko maždaug trečdalį vario svorio vienodo tūrio. Antenos projektuotojai gerai supranta jos šiluminio plėtimosi koeficientą, apie 23 mikrometrus vienam metrui vienam kelvinui, ir jis yra įtrauktas į mechaninę konstrukciją.
Pagrindinės RF programų medžiagų savybės
Savybės, dėl kurių aliuminis yra vertingas antenos konstrukcijoje, yra elektros laidumas, šilumos laidumas, mažas tankis, atsparumas korozijai ir perdirbamumas. 150–230 W/(mK) šilumos laidumas, priklausomai nuo lydinio, leidžia aliuminio korpusams dvigubai veikti kaip galios stiprintuvų ir aktyviųjų komponentų aušintuvai, o tai labai svarbu masyviose MIMO matricose, kurios koncentruoja šilumą mažame tūryje.
Natūrali oksido plėvelė ant aliuminio yra savaime{0}}gyjanti ir gerai atspari atmosferos korozijai, įskaitant pakrančių druskos orą, kai nurodomas tinkamas lydinys ir apdaila. Aliuminis taip pat yra visiškai perdirbamas, o tai palaiko tinklo operatorių tvarumo tikslus.
Antenų konstrukcijų lydiniai ir temperamentai
Lydinys 6061-T6 yra labiausiai paplitęs kaltas aliuminis, naudojamas antenos plokštėms, laikikliams ir apdirbamiems komponentams, nes pasižymi dideliu stiprumu, geru suvirinamumu ir pastoviu apdirbamumu. Lieto aliuminio lydiniai plačiai naudojami korpusams ir korpusų korpusams, nes liejant gaunamos sudėtingos, artimos-neto{8}}formos dalys, kurių matmenys yra gerai pakartojami esant dideliam tūriui. Ekstruziniai 6063 profiliai naudojami antenos tvirtinimo bėgeliams ir konstrukciniams rėmams, o atšvaitams, kur reikalingas didžiausias laidumas, gali būti nurodyti didelio grynumo 1xxx lydiniai.
Gamyba ir paviršiaus apdorojimas
Antenos komponentai gaminami liejant, ekstruzijos būdu, apdirbant CNC ir formuojant lakštą{0}}, o po to apdorojamas paviršius. Anodavimas yra standartinė apdaila: jis sutirština oksido sluoksnį, pagerina atsparumą dilimui ir korozijai ir gali būti sandarinamas, kad stabilizuotų paviršių. Kai kuriose konstrukcijose naudojamas kietas anodavimas arba panašūs paviršiaus procesai, siekiant sumažinti paviršiaus šiurkštumą ir sumažinti radijo dažnio įterpimo nuostolius, o pakrančių įrenginiuose apsaugai nuo korozijos naudojamos chromatinės -konversinės dangos. Frikcinis maišomasis suvirinimas ir kiti kietojo kūno sujungimo metodai naudojami, kai suvirintosios jungtys turi išlaikyti mažą elektrinę varžą.
Šiluminis ir EMI veikimas
Aktyviosios antenos generuoja didelę šilumą, o aliuminio šilumos laidumas ir galimybė jį formuoti naudojant pelekus arba šilumos kriaukles daro jį natūraliu pasyviojo aušinimo pasirinkimu. Dėl elektromagnetinių trukdžių nuolatinis aliuminio gaubtas efektyviai apsaugo jautrią RF elektroniką antenoje, o ekrano efektyvumas priklauso nuo gaubto tęstinumo, jungties konstrukcijos ir susirūpinimą keliančio dažnio.
Aliuminis prieš varį ir kitas medžiagas
Varis pasižymi didesniu laidumu, tačiau yra sunkesnis ir žymiai brangesnis už elektros našumo vienetą, todėl jis skirtas konkretiems tiekimo ir jungčių komponentams, o ne masinei struktūrai. Plastikai ir kompozitai yra lengvesni, tačiau juos reikia metalizuoti arba padengti ekranavimu, todėl juos sunkiau valdyti termiškai. Aliuminis tebėra geriausias bendras kompromisas antenoms, kurios turi būti gaminamos ekonomiškai ir ištveria dešimtmečius.
Milimetrinis{0}}bangų dizaino svarstymai
Esant milimetrinių{0}}bangų dažniui, odos efektas apriboja srovę iki plono paviršiaus sluoksnio, todėl paviršiaus apdaila ir dengimo kokybė turi daugiau įtakos nuostoliams nei tūriniam laidumui. Matmenų leistinos nuokrypos tampa labai svarbios, nes bangos ilgis yra trumpas, o šiluminė plėtra turi būti kompensuojama kuriant fazinių matricų mechaninę konstrukciją. Projektuotojai taip pat turėtų atsižvelgti į koeficiento neatitikimą, kai aliuminis sujungiamas su keramika ar kitais pagrindais, kur reikia, naudojant reikalavimus atitinkančius tarpsluoksnius, kad būtų išvengta gedimų dėl įtempių.
DUK
K: Kodėl 5G antenos konstrukcijose pirmenybė teikiama aliuminiui, o ne variui?
A: Aliuminis užtikrina apie 60 % IACS laidumą, maždaug trečdalį vario svorio ir nedidelę jo kainos dalį, pasižymi puikiu atsparumu korozijai ir šiluminėmis savybėmis, todėl tai yra ekonomiškas pasirinkimas masinei antenai.
Kl .: koks lydinys dažniausiai naudojamas 5G antenos dalims?
A: 6061-T6 yra labiausiai paplitęs plokščių, laikiklių ir apdirbtų dalių kaltinis lydinys, o liejiniai lydiniai naudojami korpusams, o 6063 ekstruzijos – tvirtinimo bėgiams ir rėmams.
K: Ar aliuminio antenos korpusai gali užtikrinti EMI ekranavimą?
A: Taip. Ištisinis aliuminio korpusas užtikrina veiksmingą vidinės radijo dažnių elektronikos ekraną; efektyvumas priklauso nuo gaubto tęstinumo, jungčių konstrukcijos ir veikimo dažnio.
Kl.: kaip paviršiaus apdaila veikia milimetrines{0}}bangų bangas?
A: Esant mmWave dažniui, srovė teka plonu paviršiaus sluoksniu, todėl paviršiaus šiurkštumas ir dengimo kokybė įtakoja įterpimo nuostolius labiau nei tūrinis laidumas. Atitinkamai projektuojami anoduoti ir apdoroti paviršiai.
Kl .: Ar aliuminis tinka pakrantės bazinių stočių įrenginiams?
A: Taip, naudojant tinkamą lydinį ir apsauginę apdailą, pvz., anodavimo arba konversijos dangą, aliuminis atsparus druskos{0}}oro korozijai ir patikimai tarnauja dešimtmečius pakrantės aplinkoje.
