Xi’an, Cina — HOAN Microwave ha ampliato le sue capacità di produzione di bobine RF personalizzate per supportare progetti RF e a microonde in cui gli induttori standard da catalogo non soddisfano i requisiti elettrici, meccanici o di integrazione del PCB. La capacità copre bobine miniaturizzate con nucleo in aria, induttori personalizzati ad alto Q e strutture di avvolgimento coniche a banda larga, con supporto dallo sviluppo dell'avvolgimento alla caratterizzazione RF.

Alle frequenze GHz, cambiare una bobina di pochi spire può risolvere un problema e crearne un altro.

Più spire aumentano l'induttanza, ma possono anche aumentare la capacità tra le spire e avvicinare la prima auto-risonanza alla banda operativa. Accorciare una bobina può risparmiare spazio sul PCB modificando il passo e l'impedenza RF. Più lunghi sono i terminali, più semplice può essere l'assemblaggio, ma introducono induttanza aggiuntiva dopo l'installazione.

Per lo sviluppo di bobine RF personalizzate, la geometria dell'avvolgimento deve quindi essere considerata insieme alla frequenza target, al Q, alla corrente e allo spazio di installazione disponibile.

Induttori personalizzati con nucleo in aria per progetti RF a GHz

HOAN produce induttori miniaturizzati con nucleo in aria con dimensioni di avvolgimento e strutture di terminali configurabili.

I progetti HOAN pubblicati illustrano come modifiche fisiche relativamente piccole possano produrre componenti RF diversi:

Per la HALA2000303R, la specifica pubblicata indica una SRF superiore a 22 GHz, mentre l'intervallo operativo specificato è 1–18 GHz.

Questa distinzione è importante. La prima frequenza di auto-risonanza non dovrebbe essere trattata automaticamente come il limite di frequenza utilizzabile di una bobina RF.

L'impedenza richiesta, il Q e la risposta installata potrebbero diventare inaccettabili prima che venga raggiunta la prima risonanza.

Geometria di avvolgimento personalizzata per vincoli di SRF, Q e dimensioni

Una bobina RF semplificata contiene più della sua induttanza nominale.

Il suo comportamento elettrico include anche la resistenza del conduttore e la capacità parassita distribuita:

L + R + Cp

La frequenza approssimativa di auto-risonanza può essere espressa come:

fSRF ≈ 1 / (2π√LCp)

Aumentare l'induttanza aggiungendo spire può anche aumentare Cp, a seconda della spaziatura delle spire e della geometria dell'avvolgimento.

In una rete di bias compatta, ad esempio, le spire aggiuntive possono fornire un'impedenza più elevata all'estremità inferiore della banda richiesta, avvicinando la risonanza all'estremità superiore.

Lo sviluppo personalizzato può quindi comportare la regolazione di:

· conteggio delle spire;

· diametro del filo;

· diametro dell'avvolgimento;

· passo dell'avvolgimento;

· lunghezza e orientamento dei terminali;

· ingombro meccanico;

· capacità di corrente;

· frequenza operativa richiesta.

Per applicazioni in cui la perdita è critica, un induttore personalizzato ad alto Q potrebbe richiedere un equilibrio diverso tra dimensioni del conduttore, numero di spire e dimensioni dell'avvolgimento rispetto a una bobina ottimizzata principalmente per l'induttanza massima in uno spazio limitato.

Le strutture di avvolgimento coniche offrono un'altra opzione per applicazioni di choke RF a banda larga. La loro geometria di avvolgimento variabile può essere utilizzata dove una bobina cilindrica convenzionale non fornisce la combinazione richiesta di risposta a banda larga, impedenza e spazio di installazione disponibile.

Dalla geometria di avvolgimento alle prestazioni RF misurate

Una bobina può soddisfare il suo obiettivo di induttanza su un misuratore LCR e comportarsi comunque in modo diverso dopo l'installazione su un PCB a microonde.

Alle frequenze più elevate, la struttura effettiva è più vicina a:

Bobina RF + terminali + giunzioni saldate + pad PCB + linea di trasmissione

La capacità dei pad e l'induttanza aggiuntiva dei terminali possono spostare la risposta risonante installata rispetto alla misurazione del solo componente.

Ciò diventa particolarmente importante per:

· reti di bias per amplificatori RF;

· circuiti di adattamento a microonde;

· choke RF a banda larga;

· front-end di ricevitori ad alta velocità;

· moduli di comunicazione;

· apparecchiature di test e misurazione.

HOAN utilizza apparecchiature di misurazione ad alta frequenza, inclusi analizzatori di rete vettoriali, per la caratterizzazione dei componenti RF.

Per induttori RF selezionati, è possibile fornire anche dati Touchstone S2P in modo che gli ingegneri possano valutare il comportamento dipendente dalla frequenza nel software di simulazione RF invece di fare affidamento solo su un modello di induttore concentrato ideale.

In ADS, HFSS o un altro flusso di lavoro di simulazione RF, un modello S2P può fornire una rappresentazione più realistica del componente caratterizzato man mano che la frequenza operativa si avvicina all'estremità superiore della sua banda specificata.

Perché le informazioni sul PCB sono importanti in un progetto di bobina RF personalizzata

Una richiesta di “20 nH” non definisce informazioni sufficienti per molti progetti a microonde.

Due bobine con la stessa induttanza nominale possono comportarsi in modo diverso a causa di:

conteggio delle spire, passo, diametro del conduttore, geometria dei terminali e parassiti di montaggio.

Le informazioni sul PCB diventano particolarmente preziose quando:

· la frequenza operativa è vicina alla SRF del componente;

· la lunghezza dei terminali deve essere minimizzata;

· l'impronta disponibile è strettamente limitata;

· la bobina è utilizzata in una rete di adattamento;

· il circuito richiede un'impedenza controllata su un'ampia banda.

Un layout del PCB o un disegno del modulo possono rivelare restrizioni che non sono visibili solo da una specifica di induttanza.

Ad esempio, ruotare o riposizionare un terminale per adattarlo a un modulo compatto può modificare la struttura parassita installata. A diversi GHz, tale regolazione meccanica può diventare anche una regolazione RF.

Parametri della bobina RF da fornire per lo sviluppo personalizzato

Fornire le principali condizioni di progettazione all'inizio riduce inutili iterazioni di prototipi.

Un prototipo può quindi essere valutato per induttanza, geometria e risposta RF prima che i parametri di avvolgimento vengano fissati per la produzione.

Se la risonanza o l'impedenza misurate non rientrano dove il circuito le richiede, le modifiche al numero di spire, al passo, al diametro o alla geometria dei terminali possono essere valutate durante la prossima iterazione.

Supporto per reti di bias RF, adattamento e progetti di moduli a microonde

Le bobine RF personalizzate sono comunemente considerate quando un componente standard soddisfa un requisito ma ne manca un altro.

Una rete di bias potrebbe richiedere un'impedenza più a banda larga.

Un circuito di adattamento potrebbe necessitare di una piccola induttanza con bassa perdita.

Un modulo a microonde compatto potrebbe avere quasi nessuna libertà per la lunghezza dei terminali o l'orientamento del componente.

In questi casi, selezionare solo in base all'induttanza nominale lascia troppo indefinito il comportamento RF.

La capacità di produzione di bobine RF personalizzate di HOAN è intesa a collegare più strettamente il design dell'avvolgimento con i requisiti elettrici e meccanici finali del circuito.