شیان، چین — مایکروویو HOAN قابلیت‌های تولید کویل RF سفارشی خود را برای پشتیبانی از طرح‌های RF و مایکروویو که در آن سلف‌های کاتالوگ استاندارد نمی‌توانند الزامات یکپارچه‌سازی الکتریکی، مکانیکی یا PCB را برآورده کنند، گسترش داده است. این قابلیت شامل سیم پیچ های مینیاتوری هسته هوا، القاگرهای سفارشی با Q بالا و ساختارهای سیم پیچ مخروطی باند پهن، با پشتیبانی از توسعه سیم پیچ از طریق خصوصیات RF می شود.

در فرکانس های گیگاهرتز، تغییر یک سیم پیچ با چند دور می تواند یک مشکل را حل کند و مشکل دیگری ایجاد کند.

چرخش‌های بیشتر باعث افزایش اندوکتانس می‌شوند، اما همچنین می‌توانند ظرفیت درون‌پیچ را افزایش دهند و اولین خود رزونانس را به باند عملیاتی نزدیک‌تر کنند. کوتاه کردن یک سیم پیچ می تواند فضای PCB را در حین تغییر گام و امپدانس RF ذخیره کند. سرنخ های طولانی تر ممکن است مونتاژ را ساده کند اما پس از نصب، اندوکتانس اضافی ایجاد می کند.

بنابراین برای توسعه سیم پیچ RF سفارشی، هندسه سیم پیچ باید همراه با فرکانس هدف، Q، جریان و فضای نصب موجود در نظر گرفته شود.

سلف های هسته هوای سفارشی برای طرح های RF گیگاهرتز

HOAN القاگرهای مینیاتوری هسته هوا را با ابعاد سیم پیچ قابل تنظیم و ساختارهای سربی تولید می کند.

طرح‌های منتشر شده HOAN نشان می‌دهد که چگونه تغییرات فیزیکی نسبتاً کوچک می‌تواند اجزای مختلف RF را تولید کند:

برای HALA2000303R، مشخصات منتشر شده یک SRF بالاتر از 22 گیگاهرتز را بیان می کند، در حالی که محدوده عملیاتی مشخص شده 1 تا 18 گیگاهرتز است.

این تمایز مهم است. اولین فرکانس خود رزونانسی نباید به طور خودکار به عنوان حد فرکانس قابل استفاده سیم پیچ RF در نظر گرفته شود.

امپدانس مورد نیاز، Q و پاسخ نصب شده ممکن است قبل از رسیدن به اولین رزونانس غیرقابل قبول شوند.

هندسه سیم پیچ سفارشی برای SRF، Q و محدودیت های اندازه

یک سیم پیچ RF ساده شده بیش از اندوکتانس اسمی خود دارد.

رفتار الکتریکی آن همچنین شامل مقاومت هادی و ظرفیت انگلی توزیع شده است:

L + R + Cp

اولین فرکانس تقریبی خود تشدید را می توان به صورت زیر بیان کرد:

fSRF ≈ 1 / (2π√LCp)

افزایش اندوکتانس با افزودن پیچ ها نیز ممکن است Cp را افزایش دهد، بسته به فاصله پیچ ها و هندسه سیم پیچ.

به عنوان مثال، در یک شبکه بایاس فشرده، پیچ های اضافی ممکن است امپدانس بالاتری را در انتهای باند مورد نیاز ایجاد کنند در حالی که رزونانس را به انتهای بالایی نزدیک می کنند.

بنابراین توسعه سفارشی ممکن است شامل تعدیل باشد:

· تعداد نوبت؛

· قطر سیم؛

·قطر سیم پیچ؛

·زمین پیچ در پیچ؛

· طول و جهت سرب؛

·پاکت مکانیکی؛

·ظرفیت فعلی؛

·فرکانس کاری مورد نیاز

برای کاربردهایی که تلفات حیاتی است، یک سلف سفارشی با Q بالا ممکن است به تعادل متفاوتی بین اندازه هادی، تعداد دور و ابعاد سیم پیچی نسبت به سیم پیچی که عمدتاً برای حداکثر اندوکتانس در فضای محدود بهینه شده است، نیاز داشته باشد.

سازه های سیم پیچ مخروطی گزینه دیگری برای کاربردهای چوک RF پهن باند فراهم می کند. هندسه سیم پیچ متغیر آنها را می توان در جایی استفاده کرد که یک سیم پیچ استوانه ای معمولی ترکیب مورد نیاز از پاسخ پهنای باند، امپدانس و فضای نصب موجود را فراهم نمی کند.

از هندسه سیم پیچ تا عملکرد RF اندازه گیری شده

یک سیم پیچ می تواند هدف القایی خود را روی یک متر LCR برآورده کند و پس از نصب بر روی PCB مایکروویو همچنان رفتار متفاوتی از خود نشان دهد.

در فرکانس‌های بالاتر، ساختار مؤثر نزدیک‌تر به موارد زیر است:

سیم پیچ RF + سرب + اتصالات لحیم کاری + لنت PCB + خط انتقال

خازن پد و اندوکتانس سرب اضافی می‌توانند پاسخ تشدید نصب شده را از اندازه‌گیری فقط جزء دور کنند.

این امر به ویژه برای:

·شبکه های بایاس تقویت کننده RF؛

·مدارهای تطبیق مایکروویو؛

·چوک های RF باند پهن؛

·انتهای گیرنده با سرعت بالا؛

· ماژول های ارتباطی؛

·تجهیزات تست و اندازه گیری

HOAN از تجهیزات اندازه گیری فرکانس بالا، از جمله تحلیلگرهای شبکه برداری، برای مشخصه یابی اجزای RF استفاده می کند.

برای القاگرهای RF منتخب، داده‌های S2P Touchstone نیز می‌تواند ارائه شود تا مهندسان بتوانند رفتار وابسته به فرکانس را در نرم‌افزار شبیه‌سازی RF به‌جای تکیه بر یک مدل ایده‌آل انباشته‌شده ارزیابی کنند.

در ADS، HFSS یا یک گردش کار شبیه‌سازی RF دیگر، یک مدل S2P می‌تواند نمایش واقعی‌تری از مؤلفه مشخص‌شده با نزدیک شدن فرکانس عملیاتی به انتهای بالای باند مشخص‌شده‌اش ارائه دهد.

چرا اطلاعات PCB در یک پروژه کویل RF سفارشی مهم است؟

درخواست "20 nH" اطلاعات کافی را برای بسیاری از طرح های مایکروویو تعریف نمی کند.

دو سیم پیچ با اندوکتانس اسمی یکسان می توانند به دلایل زیر رفتار متفاوتی داشته باشند:

تعداد چرخش، گام، قطر هادی، هندسه سرب و انگل‌های نصب.

اطلاعات PCB زمانی ارزشمند می شود که:

·فرکانس کاری نزدیک به جزء SRF است.

·طول سرب باید به حداقل برسد.

·ردپای موجود به شدت محدود است.

·سیم پیچ در یک شبکه تطبیق استفاده می شود.

·مدار نیاز به امپدانس کنترل شده در یک باند وسیع دارد.

طرح‌بندی PCB یا طراحی ماژول می‌تواند محدودیت‌هایی را نشان دهد که تنها از طریق مشخصات القایی قابل مشاهده نیستند.

به عنوان مثال، چرخاندن یا تغییر موقعیت یک سرب برای قرار دادن یک ماژول فشرده ممکن است ساختار انگلی نصب شده را تغییر دهد. در چندین گیگاهرتز، این تنظیم مکانیکی ممکن است به تنظیم RF نیز تبدیل شود.

پارامترهای کویل RF برای توسعه سفارشی

فراهم کردن شرایط طراحی اصلی در ابتدا، تکرارهای غیرضروری نمونه اولیه را کاهش می دهد.

سپس یک نمونه اولیه را می توان از نظر اندوکتانس، هندسه و پاسخ RF قبل از اینکه پارامترهای سیم پیچ برای تولید ثابت شوند، ارزیابی کرد.

اگر رزونانس یا امپدانس اندازه‌گیری‌شده در جایی که مدار به آن نیاز دارد نیفتد، تغییرات در تعداد دور، گام، قطر یا هندسه لید را می‌توان در طول تکرار بعدی ارزیابی کرد.

پشتیبانی از طراحی های ماژول های RF، تطبیق و مایکروویو

کویل های RF سفارشی معمولاً زمانی در نظر گرفته می شوند که یک جزء استاندارد با یک نیاز مطابقت داشته باشد اما دیگری را از دست بدهد.

یک شبکه بایاس ممکن است به امپدانس پهنای باند بیشتری نیاز داشته باشد.

یک مدار تطبیق ممکن است به اندوکتانس کوچک با تلفات کم نیاز داشته باشد.

یک ماژول مایکروویو فشرده ممکن است تقریباً هیچ آزادی برای طول سرب یا جهت گیری اجزا نداشته باشد.

در این موارد، انتخاب با اندوکتانس اسمی به تنهایی باعث می شود که رفتار RF بیش از حد تعریف نشده باشد.

قابلیت تولید سیم پیچ RF سفارشی HOAN برای ارتباط بیشتر طرح سیم پیچ با الزامات الکتریکی و مکانیکی نهایی مدار در نظر گرفته شده است.