Xi’an, Chine — HOAN Microwave a étendu ses capacités de fabrication de bobines RF personnalisées pour prendre en charge les conceptions RF et micro-ondes où les inductances de catalogue standard ne peuvent pas répondre aux exigences électriques, mécaniques ou d'intégration de PCB. La capacité couvre les bobines miniatures à noyau d'air, les inductances personnalisées à Q élevé et les structures d'enroulement coniques à large bande, avec un support allant du développement de l'enroulement à la caractérisation RF.

Aux fréquences GHz, changer une bobine de quelques tours peut résoudre un problème et en créer un autre.

Plus de tours augmentent l'inductance, mais ils peuvent également augmenter la capacité inter-tours et rapprocher la première auto-résonance de la bande de fonctionnement. Raccourcir une bobine peut économiser de l'espace sur le PCB tout en modifiant le pas et l'impédance RF. Des fils plus longs peuvent simplifier l'assemblage mais introduisent une inductance supplémentaire après l'installation.

Pour le développement de bobines RF personnalisées, la géométrie de l'enroulement doit donc être considérée avec la fréquence cible, le Q, le courant et l'espace d'installation disponible.

Inductances personnalisées à noyau d'air pour les conceptions RF GHz

HOAN fabrique des inductances miniatures à noyau d'air avec des dimensions d'enroulement et des structures de fils configurables.

Les conceptions HOAN publiées illustrent comment des changements physiques relativement petits peuvent produire différents composants RF :

Pour le HALA2000303R, la spécification publiée indique une SRF supérieure à 22 GHz, tandis que la plage de fonctionnement spécifiée est de 1–18 GHz.

Cette distinction est importante. La première fréquence d'auto-résonance ne doit pas être automatiquement considérée comme la limite de fréquence utilisable d'une bobine RF.

L'impédance requise, le Q et la réponse installée peuvent devenir inacceptables avant que la première résonance ne soit atteinte.

Géométrie d'enroulement personnalisée pour les contraintes SRF, Q et de taille

Une bobine RF simplifiée contient plus que son inductance nominale.

Son comportement électrique comprend également la résistance du conducteur et la capacité parasite distribuée :

L + R + Cp

La première fréquence d'auto-résonance approximative peut être exprimée comme suit :

fSRF ≈ 1 / (2π√LCp)

Augmenter l'inductance en ajoutant des tours peut également augmenter Cp, en fonction de l'espacement des tours et de la géométrie de l'enroulement.

Dans un réseau de polarisation compact, par exemple, les tours supplémentaires peuvent fournir une impédance plus élevée à l'extrémité inférieure de la bande requise tout en rapprochant la résonance de l'extrémité supérieure.

Le développement personnalisé peut donc impliquer l'ajustement de :

· nombre de tours ;

· diamètre du fil ;

· diamètre de l'enroulement ;

· pas de l'enroulement ;

· longueur et orientation des fils ;

· enveloppe mécanique ;

· capacité de courant ;

· fréquence de fonctionnement requise.

Pour les applications où la perte est critique, une inductance personnalisée à Q élevé peut nécessiter un équilibre différent entre la taille du conducteur, le nombre de tours et les dimensions de l'enroulement qu'une bobine optimisée principalement pour une inductance maximale dans un espace limité.

Les structures d'enroulement coniques offrent une autre option pour les applications de bobines d'arrêt RF à large bande. Leur géométrie d'enroulement changeante peut être utilisée lorsqu'une bobine cylindrique conventionnelle ne fournit pas la combinaison requise de réponse à large bande, d'impédance et d'espace d'installation disponible.

De la géométrie de l'enroulement à la performance RF mesurée

Une bobine peut atteindre sa cible d'inductance sur un LCR-mètre et se comporter différemment après son installation sur un PCB micro-ondes.

Aux fréquences plus élevées, la structure effective est plus proche de :

Bobine RF + fils + soudures + pastilles PCB + ligne de transmission

La capacité des pastilles et l'inductance supplémentaire des fils peuvent décaler la réponse résonante installée par rapport à la mesure du composant seul.

Cela devient particulièrement important pour :

· réseaux de polarisation d'amplificateurs RF ;

· circuits d'adaptation micro-ondes ;

· bobines d'arrêt RF à large bande ;

· extrémités avant de récepteurs haute vitesse ;

· modules de communication ;

· équipements de test et de mesure.

HOAN utilise des équipements de mesure haute fréquence, y compris des analyseurs de réseau vectoriel, pour la caractérisation des composants RF.

Pour des inductances RF sélectionnées, des données S2P Touchstone peuvent également être fournies afin que les ingénieurs puissent évaluer le comportement dépendant de la fréquence dans des logiciels de simulation RF au lieu de se fier uniquement à un modèle d'inductance groupée idéal.

Dans ADS, HFSS ou un autre flux de travail de simulation RF, un modèle S2P peut fournir une représentation plus réaliste du composant caractérisé lorsque la fréquence de fonctionnement approche de l'extrémité supérieure de sa bande spécifiée.

Pourquoi les informations sur le PCB sont importantes dans un projet de bobine RF personnalisée

Une demande de « 20 nH » ne fournit pas suffisamment d'informations pour de nombreuses conceptions micro-ondes.

Deux bobines avec la même inductance nominale peuvent se comporter différemment en raison de :

nombre de tours, pas, diamètre du conducteur, géométrie des fils et parasites de montage.

Les informations sur le PCB deviennent particulièrement précieuses lorsque :

· la fréquence de fonctionnement est proche de la SRF du composant ;

· la longueur des fils doit être minimisée ;

· l'empreinte disponible est très limitée ;

· la bobine est utilisée dans un réseau d'adaptation ;

· le circuit nécessite une impédance contrôlée sur une large bande.

Une disposition de PCB ou un dessin de module peut révéler des restrictions qui ne sont pas visibles à partir d'une simple spécification d'inductance.

Par exemple, faire pivoter ou repositionner un fil pour l'adapter à un module compact peut modifier la structure parasite installée. À plusieurs GHz, cet ajustement mécanique peut également devenir un ajustement RF.

Paramètres de bobine RF à fournir pour le développement personnalisé

La fourniture des principales conditions de conception dès le début réduit les itérations de prototypes inutiles.

Un prototype peut ensuite être évalué pour son inductance, sa géométrie et sa réponse RF avant que les paramètres d'enroulement ne soient fixés pour la production.

Si la résonance ou l'impédance mesurée ne tombe pas là où le circuit l'exige, des modifications du nombre de tours, du pas, du diamètre ou de la géométrie des fils peuvent être évaluées lors de la prochaine itération.

Support des réseaux de polarisation RF, des adaptations et des conceptions de modules micro-ondes

Les bobines RF personnalisées sont couramment envisagées lorsqu'un composant standard répond à une exigence mais en manque une autre.

Un réseau de polarisation peut nécessiter une impédance plus large bande.

Un circuit d'adaptation peut nécessiter une petite inductance avec une faible perte.

Un module micro-ondes compact peut avoir presque aucune liberté pour la longueur des fils ou l'orientation du composant.

Dans ces cas, la sélection par inductance nominale seule laisse trop de comportement RF indéfini.

La capacité de fabrication de bobines RF personnalisées de HOAN vise à connecter plus étroitement la conception de l'enroulement aux exigences électriques et mécaniques finales du circuit.