26nH Воздушная катушка Индуктор Низкая паразитарная емкость Воздушное ядро Удушение Жестокая окружающая среда Иммунный

HALA1200303R 26 нГн индуктивность с воздушным сердечником, низкая паразитная емкость, плоская полоса пропускания, иммунитет к ВЧ-мощности и суровым условиям, 12 витков

Паразитная емкость в индуктивностях: скрытый ограничитель полосы пропускания

Каждая физическая индуктивность также является конденсатором. Расстояние между соседними витками обмотки создает паразитные межвитковые емкости, которые в сочетании с индуктивностью образуют параллельный LC-резонансный контур. На собственной резонансной частоте (SRF) этот резонансный контур представляет собой разомкнутую цепь — в этот момент компонент перестает функционировать как индуктивность. Ниже SRF, но вблизи нее, эффективная индуктивность возрастает из-за параллельного резонанса, который поднимает импеданс, искажая частотную характеристику и создавая неровную полосу пропускания, что ухудшает широкополосные характеристики S-параметров.

Индуктивность с воздушным сердечником HALA1200303R 26 нГн ±20% с 12 виткамиминимизирует паразитные емкости благодаря своей однослойной спиральной геометрии с воздушным зазором. С эмалированным медным проводом диаметром 0,03 мм (30 мкм), намотанным на оправку диаметром 0,30 мм, расстояние между витками велико по сравнению с диаметром проводника — в отличие от плотной, высокоемкостной геометрии многослойных чип-индуктивностей. Воздушный диэлектрик между витками (εr = 1,0) обеспечивает наименьшую возможную межвитковую емкость для данной геометрии. Результат: плоская, без резонанса полоса пропускания от 1,5 ГГц до 18 ГГц без паразитных резонансных провалов в полосе. На частоте 18 ГГц — верхнем пределе рабочего диапазона — запас по SRF гарантирует, что импеданс индуктивности по-прежнему определяется индуктивным реактивным сопротивлением (+j2,94 кОм на 18 ГГц для 26 нГн), а не паразитной емкостью.Почему плоская полоса пропускания имеет значение: сравнение 12-витковой индуктивности с воздушным сердечником и 12-слойной чип-индуктивности

12-витковая спираль с воздушным сердечником имеет ровно 11 межвитковых зазоров. Каждый зазор вносит небольшую, хорошо характеризуемую емкость, и все зазоры фактически находятся последовательно вдоль спиральной длины — общая паразитная емкость представляет собой последовательное соединение 11 малых емкостей, что приводит к значению порядка 10-20 фФ. 12-слойная ферритовая чип-индуктивность имеет перекрывающиеся скрытые слои проводников, где каждая пара слоев образует плоский конденсатор с тонким (10-20 мкм) керамическим диэлектриком с высоким εr (εr ≈ 10-15). Общая паразитная емкость составляет порядка 100-300 фФ — в 10-15 раз выше, чем у эквивалента с воздушным сердечником.

Эта разница в емкости в 10-15 раз имеет глубокие последствия для широкополосной работы. SRF индуктивности 26 нГн с паразитной емкостью 200 фФ составляет приблизительно 2,2 ГГц — хорошо в пределах рабочего диапазона 1,5-18 ГГц, создавая собственный резонанс в полосе, который делает индуктивность непригодной для использования выше 2 ГГц. HALA1200303R с паразитной емкостью 15 фФ имеет SRF выше 8 ГГц — обеспечивая чистую, плоскую полосу пропускания в диапазоне проектирования 1,5-18 ГГц. Для широкополосных развязывающих цепей, согласующих цепей и фильтров, где постоянный импеданс в течение десятилетия полосы пропускания является обязательным, это разница между работающей конструкцией и нерабочей.

Высокая мощность ВЧ и стойкость к напряжению

На частоте 1,5 ГГц индуктивность 26 нГн имеет индуктивное реактивное сопротивление j245 Ом. В развязывающей цепи усилителя мощности GaN, несущей постоянный ток 200 мА при напряжении на стоке 28 В, ВЧ-напряжение на индуктивности является векторной суммой постоянного смещения и ВЧ-колебания. При ВЧ-мощности 10 Вт (40 дБм) в нагрузке 50 Ом пиковое ВЧ-напряжение составляет приблизительно 31,6 В — плюс смещение постоянного тока 28 В — для общего пикового напряжения почти 60 В на выводах индуктивности. Воздушный сердечник HALA1200303R справляется с этим с большим запасом, потому что:

Отсутствие насыщения сердечника:

• Постоянный ток смещения 200 мА создает нулевое смещение проницаемости. Полная индуктивность 26 нГн доступна для ВЧ-изоляции при всех токах смещения, поддерживая j245 Ом на частоте 1,5 ГГц независимо от точки рабочего режима постоянного тока.Пробой воздушного диэлектрика:
• Воздух имеет диэлектрическую прочность приблизительно 3 кВ/мм. Расстояние между витками 12-витковой спирали (приблизительно 25-30 мкм между соседними витками) обеспечивает напряжение пробоя >75 В — комфортно превышая пиковое значение 60 В, развивающееся в сценарии усилителя мощности.Тепловой режим при 200 мА:
• Сопротивление постоянному току 12-витковой спирали из провода диаметром 0,03 мм составляет приблизительно 0,8-1,2 Ом. При токе 200 мА нагрев по I²R составляет приблизительно 40-48 мВт — хорошо в пределах тепловой мощности рассеивания конструкции с воздушным сердечником. Нет ферритового сердечника, который нагревался бы и смещал проницаемость с температурой.Иммунитет к суровым условиям и радиации

HALA1200303R по своей природе не подвержен механизмам деградации окружающей среды, которые влияют на пассивные компоненты на основе ферритовых сердечников и полупроводников:

Радиационная стойкость:

• Воздушный сердечник работает на фундаментальной константе μ0 = 4π*10⁻⁷ Гн/м. Нет полупроводникового перехода, который накапливал бы общий ионизирующий дозовый ущерб (TID), нет кристаллической решетки, которая страдала бы от дефектов замещения, и нет магнитной доменной структуры, которая нарушалась бы однократными событиями. Индуктивность является геометрической константой свободного пространства — она не меняется в любой радиационной среде.Конденсирующая влажность:
• Медный провод диаметром 30 мкм покрыт сплошным полиуретановым изоляционным покрытием. Сам воздушный сердечник не может поглощать влагу (нет пористого феррита для насыщения). Последующее конформное покрытие продлевает защиту от влаги до паяных соединений.Термический удар (-55°C до +125°C):
• Воздушный сердечник имеет нулевое несоответствие КТР между сердечником и обмоткой — потому что сердечника нет. Медная спираль диаметром 0,03 мм свободно расширяется и сжимается с температурой. После 1000 циклов термического удара индуктивность, добротность и SRF остаются в пределах начальных допусков.Солевой туман и коррозия:
• Предварительно зачищенные и луженые выводы устойчивы к окислению. При хранении при 20-25°C и относительной влажности 40-60% паяемость сохраняется в течение 1 года. Для расширенной защиты от коррозии в морских условиях рекомендуется последующее конформное покрытие.Ключевые характеристики

Параметр

Модель

Работа под микроскопом:

• Провод диаметром 0,03 мм сравним с человеческим волосом (50-70 мкм). Вся ручная сборка должна проводиться под стереомикроскопом ≥20* с использованием антистатических керамических пинцетов с тонким наконечником. Держите исключительно за выводы — никогда не хватайтесь за корпус 12-витковой катушки.Перпендикулярное монтаж:
• Располагайте ось катушки строго под углом 90° к микрополосковой ВЧ-линии. Параллельное расположение создает паразитные взаимные индуктивности, которые искажают S-параметры и ухудшают изоляцию канала.Минимальная длина выводов:
• Обрезайте выводы до абсолютного минимума после пайки. Каждый лишний миллиметр добавляет ~0,8-1,0 нГн паразитной последовательной индуктивности — что значительно по сравнению с целевым значением 26 нГн.Профиль пайки:
• Бессвинцовый SAC305 или Sn63/Pb37. Температура жала ≤260°C, максимальное время выдержки 3 секунды. Провод диаметром 30 мкм имеет минимальную тепловую массу — он быстро нагревается, а эмалевая изоляция деградирует выше ~300°C.Очистка после пайки:
• Очищайте изопропиловым спиртом ≥99% под микроскопом. Убедитесь в отсутствии остатков флюса между витками — остаточная проводимость флюса ухудшает добротность выше 10 ГГц.Фиксация:
• После ВЧ-настройки нанесите микрокаплю низкодиэлектрического ВЧ-клея (Epotek H20E, εr <3,0) для инкапсуляции 2-3 центральных витков. Проверьте S-параметры после отверждения.ПрименениеСпутниковые приемники L/S/C/X/Ku-диапазонов:

HALA1200303R охватывает все основные диапазоны нисходящего канала спутниковой связи одним номером детали: L-диапазон (1-2 ГГц, j163-j327 Ом), S-диапазон (2-4 ГГц, j327-j654 Ом), C-диапазон (4-8 ГГц, j654 Ом-j1,31 кОм), X-диапазон (8-12 ГГц, j1,31 кОм-j1,96 кОм) и Ku-диапазон (12-18 ГГц, j1,96 кОм-j2,94 кОм). Этот диапазон импедансов более десяти октав позволяет использовать одну развязывающую цепь для обслуживания многодиапазонных спутниковых терминалов без изменения значения индуктивности между диапазонами. Радиационно-иммунная конструкция с воздушным сердечником обеспечивает стабильную работу в околоземной, среднеорбитальной и геостационарной орбитальных средах, где накопление общего ионизирующего излучения происходит в течение многолетних сроков службы миссий.

• Развязывающие цепи усилителей мощности GaAs/GaN ВЧ: Поддержка постоянного тока 200 мА без насыщения для инжекции смещения затвора и стока. Плоская полоса пропускания обеспечивает постоянный импеданс развязывающей цепи в многодиапазонных конструкциях усилителей мощности.
• Высокорезонансные микроволновые фильтры: Прецизионная 12-витковая намотка с минимальной паразитной емкостью обеспечивает элементы резонансного контура с высокой добротностью в топологиях фильтров Чебышева и эллиптических фильтров в диапазоне 1,5-18 ГГц.
• Широкополосные оптоволоконные межсоединения: Развязывающий дроссель 26 нГн для инжекции смещения драйвера лазера и ТИА в оптических трансиверах со скоростью 25-56 Гбод. Плоская полоса пропускания гарантирует отсутствие паразитных резонансов в полосе пропускания сигнала.
• Широкополосные испытания и измерения: Данные S2P Touchstone на партию поддерживают точное извлечение отклика индуктивности из измерений VNA в диапазоне 10 МГц-20 ГГц.
• Свяжитесь с нами для получения образцов для оценки, данных характеризации S2P или для обсуждения пользовательских значений индуктивности на платформе HALA120.