Xi’an, Chiny — HOAN Microwave rozszerzyło swoje możliwości w zakresie produkcji niestandardowych cewek RF, aby wspierać projekty RF i mikrofalowe, w których standardowe dławiki katalogowe nie spełniają wymagań elektrycznych, mechanicznych ani integracji z PCB. Możliwości te obejmują miniaturowe cewki powietrzne, niestandardowe dławiki o wysokim Q oraz szerokopasmowe struktury uzwojeń stożkowych, z obsługą od rozwoju uzwojeń po charakteryzację RF.

Przy częstotliwościach GHz zmiana cewki o kilka zwojów może rozwiązać jeden problem i stworzyć inny.

Więcej zwojów zwiększa indukcyjność, ale może również zwiększyć pojemność międzyzwojową i zbliżyć pierwszą częstotliwość rezonansową do pasma roboczego. Skrócenie cewki może zaoszczędzić miejsce na PCB, jednocześnie zmieniając skok i impedancję RF. Dłuższe wyprowadzenia mogą uprościć montaż, ale wprowadzają dodatkową indukcyjność po instalacji.

W przypadku niestandardowego rozwoju cewek RF, geometria uzwojenia musi być zatem rozważana wraz z docelową częstotliwością, Q, prądem i dostępną przestrzenią instalacyjną.

Niestandardowe dławiki powietrzne do projektów RF GHz

HOAN produkuje miniaturowe dławiki powietrzne z konfigurowalnymi wymiarami uzwojenia i strukturami wyprowadzeń.

Opublikowane projekty HOAN ilustrują, jak stosunkowo małe zmiany fizyczne mogą prowadzić do powstania różnych komponentów RF:

Dla HALA2000303R, opublikowana specyfikacja podaje SRF powyżej 22 GHz, podczas gdy określony zakres roboczy wynosi 1–18 GHz.

To rozróżnienie ma znaczenie. Pierwsza częstotliwość rezonansowa nie powinna być automatycznie traktowana jako użyteczny limit częstotliwości cewki RF.

Wymagana impedancja, Q i odpowiedź po instalacji mogą stać się nieakceptowalne, zanim osiągnięty zostanie pierwszy rezonans.

Niestandardowa geometria uzwojenia dla ograniczeń SRF, Q i rozmiaru

Uproszczona cewka RF zawiera więcej niż tylko nominalną indukcyjność.

Jej zachowanie elektryczne obejmuje również rezystancję przewodnika i rozproszoną pojemność pasożytniczą:

L + R + Cp

Przybliżona pierwsza częstotliwość rezonansowa może być wyrażona jako:

fSRF ≈ 1 / (2π√LCp)

Zwiększenie indukcyjności poprzez dodanie zwojów może również zwiększyć Cp, w zależności od odstępu między zwojami i geometrii uzwojenia.

Na przykład, w zwartej sieci polaryzacji, dodatkowe zwoje mogą zapewnić wyższą impedancję na niższym końcu wymaganego pasma, jednocześnie zbliżając rezonans do górnego końca.

Niestandardowy rozwój może zatem obejmować dostosowanie:

· liczba zwojów;

· średnica drutu;

· średnica uzwojenia;

· skok uzwojenia;

· długość i orientacja wyprowadzeń;

· koperta mechaniczna;

· zdolność prądowa;

· wymagana częstotliwość robocza.

W zastosowaniach, gdzie straty są krytyczne, wysokiej jakości niestandardowy dławik może wymagać innego zbalansowania między rozmiarem przewodnika, liczbą zwojów i wymiarami uzwojenia niż cewka zoptymalizowana głównie pod kątem maksymalnej indukcyjności w ograniczonej przestrzeni.

Struktury uzwojeń stożkowych stanowią kolejną opcję dla szerokopasmowych zastosowań dławików RF. Ich zmieniająca się geometria uzwojenia może być wykorzystana tam, gdzie konwencjonalna cewka cylindryczna nie zapewnia wymaganej kombinacji szerokopasmowej odpowiedzi, impedancji i dostępnej przestrzeni instalacyjnej.

Od geometrii uzwojenia do zmierzonej wydajności RF

Cewka może spełniać swój cel indukcyjności na mierniku LCR i nadal zachowywać się inaczej po zainstalowaniu na płytce drukowanej mikrofalowej.

Przy wyższych częstotliwościach efektywna struktura jest bliższa:

Cewka RF + wyprowadzenia + złącza lutownicze + pady PCB + linia transmisyjna

Pojemność padów i dodatkowa indukcyjność wyprowadzeń mogą przesunąć zainstalowaną odpowiedź rezonansową od pomiaru samego komponentu.

Staje się to szczególnie ważne dla:

· sieci polaryzacji wzmacniaczy RF;

· obwodów dopasowania mikrofalowego;

· szerokopasmowych dławików RF;

· szybkich przedwzmacniaczy odbiorników;

· modułów komunikacyjnych;

· sprzętu testowego i pomiarowego.

HOAN wykorzystuje sprzęt do pomiarów wysokich częstotliwości, w tym analizatory sieci wektorowych, do charakteryzacji komponentów RF.

Dla wybranych dławików RF można również dostarczyć dane S2P Touchstone, dzięki czemu inżynierowie mogą ocenić zachowanie zależne od częstotliwości w oprogramowaniu do symulacji RF, zamiast polegać wyłącznie na idealnym modelu dławika skupionego.

W ADS, HFSS lub innym przepływie pracy symulacji RF, model S2P może zapewnić bardziej realistyczne odwzorowanie scharakteryzowanego komponentu, gdy częstotliwość robocza zbliża się do górnego końca określonego pasma.

Dlaczego informacje o PCB mają znaczenie w projekcie niestandardowej cewki RF

Prośba o “20 nH” nie dostarcza wystarczających informacji dla wielu projektów mikrofalowych.

Dwie cewki o tej samej nominalnej indukcyjności mogą zachowywać się inaczej z powodu:

liczby zwojów, skoku, średnicy przewodnika, geometrii wyprowadzeń i pasożytniczości montażu.

Informacje o PCB stają się szczególnie cenne, gdy:

· częstotliwość robocza jest bliska SRF komponentu;

· długość wyprowadzeń musi być zminimalizowana;

· dostępny obszar jest ściśle ograniczony;

· cewka jest używana w sieci dopasowania;

· obwód wymaga kontrolowanej impedancji w szerokim paśmie.

Układ PCB lub rysunek modułu może ujawnić ograniczenia, które nie są widoczne tylko na podstawie specyfikacji indukcyjności.

Na przykład, obrócenie lub przesunięcie wyprowadzenia w celu dopasowania do kompaktowego modułu może zmienić zainstalowaną strukturę pasożytniczą. Przy kilku GHz, ta regulacja mechaniczna może stać się również regulacją RF.

Parametry cewki RF do podania w celu niestandardowego rozwoju

Podanie głównych warunków projektowych na początku zmniejsza liczbę niepotrzebnych iteracji prototypowych.

Następnie prototyp może zostać oceniony pod kątem indukcyjności, geometrii i odpowiedzi RF, zanim parametry uzwojenia zostaną ustalone do produkcji.

Jeśli zmierzony rezonans lub impedancja nie znajdzie się tam, gdzie wymaga tego obwód, zmiany w liczbie zwojów, skoku, średnicy lub geometrii wyprowadzeń mogą zostać ocenione podczas następnej iteracji.

Wsparcie dla polaryzacji RF, dopasowania i projektów modułów mikrofalowych

Niestandardowe cewki RF są często rozważane, gdy standardowy komponent spełnia jeden wymóg, ale nie inny.

Sieć polaryzacji może wymagać szerszej impedancji.

Obwód dopasowania może potrzebować małej indukcyjności z niskimi stratami.

Kompaktowy moduł mikrofalowy może mieć prawie zerową swobodę w zakresie długości wyprowadzeń lub orientacji komponentu.

W takich przypadkach wybór tylko na podstawie nominalnej indukcyjności pozostawia zbyt wiele zachowań RF nieokreślonych.

Możliwość produkcji niestandardowych cewek RF firmy HOAN ma na celu ściślejsze powiązanie projektu uzwojenia z ostatecznymi wymaganiami elektrycznymi i mechanicznymi obwodu.