先進測試技術實現精準和最佳化5G元件

作者 : Tim Gagnon,Molex

大多數設計工程師都意識到,廣泛的5G部署和整合需要專用元件,以便達到所需的網速、強度和可靠性。雖然供應商在設計天線和微型連接器已有多年歷史,但是卻必須調整設計、測試和製造方法,以促成5G應用中的元件最佳化…

新興的5G能力正在改變消費者和產業通訊能力,遠遠超出了過去想像的極限。大多數設計工程師都意識到,廣泛的5G部署和整合需要專用元件,以便達到所需的網速、強度和可靠性。雖然莫仕(Molex)等供應商在設計天線和微型連接器已有數十年的歷史,但是卻必須調整設計、測試和製造方法,以促成5G應用中的元件最佳化。

5G元件現在需要使用超過30GHz的毫米波(mmWave)頻率,與傳統網路的sub-6 GHz頻率相比顯著提高。這種變化需要異常靈敏的微型連接器和天線——大多數5G元件最初需要透過先進的模擬開發,因為即使是十分之一毫米的尺寸差异也會導致巨大的性能變化。此外,鑒於更高的大氣損耗和潛在輻射干擾,也需要審慎的測試。

開發尖端的5G元件需要強大的測試系統、簡化的設計流程、長期的專業知識和內部協作這四方面的組合。而Molex的設計和製造流程不斷演變,目前已具備先進的模擬和測試能力,確保公司的元件能夠勝任5G應用。

投資測試基礎設施

製造5G元件的公司需要最先進的測試,以測量波束成形、輻射干擾、高增益天線、低損耗和高頻連接器等能力。各種測試室不一而足,但是毫米波測試系統需要超高精準度的定位器,以評估5G應用中的廣泛頻率範圍,以及輻射輸出最細微的變化。理想情況下,測試室應該有全頻譜,以避免需要多個測試室。

 

 

由於毫米波測試系統需要低損耗和高精準度的測試元件,因此價格比低頻測試系統昂貴許多。老式測試室的電纜系統過大,加劇了毫米波測試造成的路徑損耗和能量損失,更新的向量網路分析儀是測量毫米波高頻率的必備要求。

缺乏內部毫米波測試能力的製造商往往依賴外部測試機構;然而5G元件設計過程通常反覆進行,需要根據測試結果多次重新配置,使用內部測試系統可以使設計流程更順暢而有效率。

需要新的設計流程

在毫米波技術用於天線之前,製造商可以在工作台上用裝置的實物模型開發天線,或是使用早期的原型機,透過手工將天線內建到裝置中。但是隨著更高的頻率要求,尺寸變得如此之小,維度變得如此重要,因此天線的第一次反覆運算必須透過模擬設計,直接從這些模型進行原型設計。此外,實現更高增益電平時需要從單極或偶極天線過渡到陣列天線,在考慮如何設計和整合到裝置時,這是一個挑戰。

 

 

製造商不得克服一個個難題,以適應5G元件的新設計和測試流程。設計人員目前在模擬器中建立元件的模型,然後在軟體中運作物流和操作測試。這些完成之後,就可以製造樣品,透過測試系統來驗證模擬器的性能。有了內部測試系統,設計人員可以在模擬器中快速修改設計並再次嘗試,而不必等待測試機構的結果。

測試專業知識必不可少

重新配置設計流程和獲得內部測試系統只是開端。還需要時間和現有的專業知識來簡化並且最大限度地提高5G測試能力——這是Molex等早期採用者多年來關注的問題。測試毫米波元件的過程非常敏感,設置測試需要極為謹慎,所有的連接器都必須調整到適當的水準,而且需要精密工具來確認所有設置都正確。較有經驗的測試商,已經確定了特定方法來保證準確性,例如使用雷射定位進行測試。

設計和測試5G相容的微型連接器為製造商帶來了一系列挑戰。所需的5G連接器解決方案更為複雜,而且必須滿足更多的測試規範,以便與5G和LTE網路技術同時運作。連接器必須能在廣泛的條件下運作,有可能產生輻射干擾,必須在系統中進行設計和測試。

擁有專家團隊的製造商通常會讓這些小組彼此合作,加強連接器和天線的設計和測試方式,以便在5G條件下共同發揮作用。許多5G參與者(例如行動裝置OEM和整合商)要求他們的策略盟友有能力設計出和諧運作的天線和互連元件。

與客戶攜手合作

Molex在設計天線和微型連接器方面已有數十年歷史,並將設計、測試和製造方法轉向最佳化這些5G應用元件。Molex是毫米波測試技術的早期投資者,當其他公司還在依賴外部測試機構時,Molex已經簡化測試流程,並從內部反覆運算的新設計中獲益。Molex的工程師已經適應了5G元件設計和測試流程,並為客戶提供無與倫比的內部專業知識。

此外,Molex的5G能力透過微型連接器和天線團隊之間的合作進一步增強。這兩個專業技術中心緊密合作,使客戶解決方案在5G環境中無縫運作。

 

 

 

 

 

 

活動簡介
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