如何避免毫米波应用中的连接器反射

5G赋能新起点

随着 5G（最新一代蜂窝通信）的采用势头强劲，推出 5G 通信基础设施的竞赛已经开始。蜂窝运营商正忙于部署基础设施，并且已经开始了他们的营销计划，以吸引我们升级我们的智能手机合同和手机，以便我们可以从显着提高的数据速率中受益。与上一代3G到4G的更替不同，5G的通信架构并不是迭代升级。5G 包含 24GHz 至 40GHz 毫米波 (mmWave) 频谱中的首次频率，此外还与许可和未许可的 6GHz 以下频段中的多无线电通信网络共存。

让毫米波为 5G 工作

实现 5G 显着提高的数据速率（预计至少比 4G 快四倍）需要高带宽毫米波频谱。然而，使用这些更高的频率会带来一些设计人员必须解决的技术和操作挑战。一个关键的考虑因素是，由于更高的传播损耗，信号可以发送的最大可能范围会随着频率的增加而减小。这是毫米波 5G 部署需要比 4G 多得多的基站的原因之一。使用最佳数量的毫米波基站使 5G 毫米波在商业上可行，同时确保移动手机接收到足够强的信号，这促使射频工程师实施毫米波信号的波束成形。在设计大规模多输入多输出 (MIMO) 天线时，更高的频率意味着发射/接收元件比 4G 小得多，从而使波束成形阵列所需的多个毫米波天线元件在物理上很小。波束成形，也称为波束控制，结合使用模拟移相器和数字控制技术，将输出功率动态集中到单个波瓣中，以实现任何信号路径的最大信噪比和误码率。

毫米波互连挑战

在设计基础设施设备时，毫米波 RF 开发的一个方面是，对于大约 30GHz 及以上的频率，用于产品 PCB 基板的材料会引入信号损失和不需要的传播影响。理想情况下，基板的介电常数 (Dk) 需要很低。这导致该行业采用更薄的 PCB 尺寸和不同的基板材料，例如聚四氟乙烯 (PTFE) 层压板。在带状线板和天线之间进行同轴连接传统上使用无焊压缩型连接器。然而，随着频率变高和基板变得更薄和更软，PCB 上的压缩力会压紧基板，

Amphenol SV 解决方案

Amphenol SV Microwave LiteTouch系列无焊 PCB 连接器没有使用实心配合连接器表面，而是使用圆形珠接触弹簧针组件来最大限度地减少传递到主组件的配合扭矩（图 1）。

图 1：左侧是传统的无焊压力连接器，显示了 PCB 基板的挠度。右侧是无焊 Amphenol SV Microwave LiteTouch 连接器，它不会对 PCB 组件施加偏转或压缩力。（来源：Amphenol SV Microwave）

螺丝安装的 LiteTouch 系列设计用于 2.92 毫米、2.4 毫米和 1.85 毫米连接器。SMA 版本也可用。专为 50Ω 阻抗而设计，2.92mm 连接器的额定频率高达 40GHz，2.4mm 连接器的额定频率高达 50GHz，1.85mm 连接器的最大频率为 67GHz。SMA 连接器适用于高达 26.5GHz 的频率。除了板载版本外，还提供PCB 边缘发射系列。

图 2说明了使用标准压缩连接器对 VSWR 反射的影响可能超过 30GHz — 请参见红色迹线。相比之下，蓝色图显示使用 Amphenol SV Microwave LiteTouch 连接器时反射的增加很小。

图 2：标准压缩连接和 Amphenol SV Microwave LiteTouch 连接器在 0GHz 至 40GHz 之间的 VSWR 与频率的比较。（来源：Amphenol SV Microwave）

除了用于天线、前端模块和波束形成器等 5G 基础设施设备外，设计人员还可以使用 Amphenol SV Microwave LiteTouch 连接器系列、各种射频和高速数字测试和测量设备、射频托盘和开发和原型板。

Robert Huntley 是一位获得 HND 资格的工程师和技术作家。凭借他在电信、导航系统和嵌入式应用工程方面的背景，他代表 Mouser Electronics 撰写了各种技术和实用文章。

审核编辑黄宇