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5G设计中的模块射频互连方案很重要

2025-07-03 10:45:55 来源:编译:深圳市连接器行业协会 李亦平

小蜂窝5G部署正在蓬勃发展,并重新定义同轴电缆和连接器的要求。

小蜂窝5G

全球互联和数据共享依赖于5G网络的高性能通信基础设施,并为未来6G网络连接奠定基础。包括流媒体、自动化和人工智能在内的下一代技术,需要高速数据传输速度、实现超低延迟、提高可靠性、扩大网络容量和增强可用性。

5G网络这项革命性技术正在对现有网络基础设施进行大规模的扩展和升级,为未来6G安装做准备。为了实现这一目标,5G网络需要变得更加密集,即在更多地点增设更多的5G小基站,使信号更接近用户。5G小基站是实现这一目标最实用的方法之一。

5G小型蜂窝应用通过使用MIMO天线,实现了毫秒级的高速度和低延迟。这种天线具有多输入多输出(MIMO)特性,导致射频端口数量显著增加,使得安装变得越来越复杂。此外,随着更高频率带宽的需求,5G网络天线不断缩小,这意味着5G小基站在更小空间内需要更多天线,以及相应的射频电缆和连接器。

在5G网络应用中,电缆、连接器和射频解决方案是确保信号成功传输、减少损耗和干扰的关键。新兴的同轴电缆与连接器组合方案,不仅支持5G网络所需的最优速度、覆盖范围和低延迟,还满足了高密度基础设施的需求,使5G网络更加普及。为了优化射频互连系统,适应5G部署的独特需求,5G应用关键考虑因素包括组件密度和低PIM性能。

针对5G的TMQ4和TMQ5集成解决方案

针对5G的TMQ4和TMQ5集成解决方案

组件密度

在城市和郊区,MIMO天线能够满足5G的速度、覆盖范围和低延迟要求。但它们在毫米波频率下工作时,5G网络覆盖范围较小,需要密集的天线网络。这些5G小基站的布局比几年前的传统电信塔更加紧密。有时,它们之间的距离仅约100码。

这种5G应用密集化带来了许多挑战,包括安装、扭矩控制、确保良好的密封等。5G设计一个关键的互连系统,该5G系统不仅性能优异,还能长期承受恶劣的环境和技术条件,并便于未来的维护。此外,由于5G小基站设备空间有限,因此减小5G小基站尺寸和重量也是连接器和电缆组件的关键目标。

大多数5G小基站安装在路灯杆、屋顶和电话杆周围,高度通常在30-40英尺以上。因此,5G天线需要大量的射频电缆、跨线电缆和馈线电缆等。如果安装不当,这些5G电缆可能会形成一个视觉上的“老鼠窝”。所有这些5G电缆都必须能够抵御各种自然条件。

此外,5G网络安装过程可能既耗时又费力,还可能带来物流上的难题,这使得5G电缆可能成为系统中最薄弱的环节。5G应用需要考虑的因素很多:是否选择了正确的5G电缆和端口?连接器是否正确地与5G电缆连接?耦合件是否拧紧到位?整个5G网络组件是否密封良好?5G电缆是否被正确固定?5G电缆是否牢固地固定在结构上?5G电缆是否具备足够的抗紫外线性能?

无源互调

无源互调(PIM)是一种可能在射频电缆和连接器等无源非线性组件中出现的失真。在密集的5G网络系统中,随着5G用户数量的增加,干扰信号也随之增多。当两个或多个信号混合时,可能会产生额外的干扰频率。5G电缆和连接器在PIM中扮演着重要角色,这可能是由于互连中的电阻、不同类型的无源组件(如连接器和电缆)之间的接合处、铁磁材料、公差不足、扭矩不当等原因造成的。

尽管PIM(互调干扰)几乎影响所有无线系统,但在5G蜂窝应用中尤为显著,因为这些应用使用的频段非常接近。PIM产生的干扰会降低接收灵敏度,进而影响5G蜂窝系统的可靠性、数据传输速率和容量。这可能导致5G系统容量和数据传输速率下降,甚至出现通话中断。为防止这种情况,5G运营商通常要求使用低PIM的同轴电缆,确保5G电缆和连接器性能良好且无干扰。

解决方案:同轴电缆和模块连接器集成在一起

集成电缆设计能够应用于需要多条线路的场景,如位于塔顶或建筑物顶部的5G小基站,提供一个完美的灵活天线方案。通过使用多个灵活、超柔韧、低PIM(无干扰脉冲)、紧凑的跨接电缆,可以形成螺旋配置,这不仅简化了5G小基站安装过程,还提高了操作的便利性。这些单独的同轴电缆以特定方式缠绕在一起,组合后能够轻松弯曲,形成一个整体束,然后加装外披护套。这样,四到五根单独的5G电缆可以被送入模块连接器的后部。采用这种方法并创建圆形电缆束,还能形成密封,为内部5G电缆提供额外保护,因为外部护套对内部电缆起到了保护作用。

5G网络应用的天线和射频设备上的端口数量显著增加。正确连接5G电缆、端口以及适当的扭矩都是需要关注的问题。此外,良好的密封也是必不可少的,确保密封良好但不过度拧紧是至关重要的。

应用于5G中的TMQ4 和TMQ5集成方案

应用于5G中的TMQ4 和TMQ5集成方案

使用MQ4/MQ5连接器是最佳选择,因为这种“射频连接器”集成了多个射频端口。市面上有采用标准化MQ4/MQ5连接器的集成电缆设计,包括四触点和五触点连接器。这些5G小基站设计可以显著减少需要连接的5G电缆数量,节省大量劳动力,并提供更加坚固的解决方案。此外,它们还提高了5G网络组装的防风雨性和抗紫外线性能。

因此,捆绑的5G电缆只需接入这个模块连接器。采用五导体方案,无需单独制作五个密封圈,从而大幅节省了劳动力。此外,这还减少了对耦合扭矩的担忧。这一点至关重要,因为只要任何一个密封圈出现错误,就可能成为水进入的入口点,引发多种问题,甚至可能导致系统停机。使用这种模块连接器解决方案,任何潜在的5G系统故障排查都变得更加容易。

最后,彻底消除将5G电缆连接到错误端口的可能性。该5G应用解决方案采用了键控设计,因此电缆只能以特定方式连接,无需使用扭矩扳手、专业知识或特殊技术。

此外,标准化的四触点和五触点连接器设计采用了弹簧外触点,因此PIM性能不再受外触点尖端与对接件接触质量的影响。公母连接器之间的连接、连接器主体,以及从连接器到捆绑电缆的过渡均需IP67密封等级。除了公端对公端捆绑线束外,母端连接器也可以作为成品组装,直接安装到机箱中并与PCB板对接。

集成同轴电缆和模块连接器技术解决方案不仅在外观上看起来更好,而且还能降低劳动力成本,并为5G小蜂窝部署提供更坚固的解决方案,具有更好的抗紫外线和防风雨性能。

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