9 шагов по выбору испытательного кабеля для миллиметровых волн

Частоты радиосигналов повышаются до диапазона миллиметровых волн (мм волн), поскольку такие приложения, как сети 5G, автомобильные радиолокационные системы и радиочастотные полупроводниковые зонды, требуют большей полосы пропускания на более высоких частотах. Тестирование является неотъемлемым аспектом разработки новых качественных продуктов, которые будут работать на частотах миллиметрового диапазона, и сборки коаксиальных кабелей играют жизненно важную роль в этом процессе.

Однако, учитывая сложность приложений миллиметрового диапазона, подойдет не любой коаксиальный кабель. Для получения повторяемых и надежных результатов испытаний на более высоких частотах необходимо учитывать такие критические параметры, как согласование импеданса и вносимые потери. В результате радиочастотное тестирование приложений миллиметрового диапазона требует уникальных решений для коаксиальных кабелей и разъемов.

Обычно процесс ВЧ-тестирования включает в себя тестируемое устройство (DUT), подключенное к векторному анализатору цепей (ВАЦ), анализатору спектра или осциллографу. Путь сигнала к печатной плате имеет решающее значение, и испытательная установка не должна вносить нежелательные переменные или ошибки, выбросы КСВ или чрезмерные вносимые потери. Сюда входят тестовый кабель и разъемы.

Сборки испытательных кабелей должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать интенсивное обращение и постоянное движение при частом подключении и отключении, а также сохранять точную повторяемость измерений и надежные электрические характеристики. Прежде чем выбрать оптимальную сборку коаксиального кабеля для конкретного применения, необходимо оценить множество характеристик, включая диапазон частот и диаметр кабеля, тип испытательного оборудования, разъемы, тип измерения/приложение, гибкость, стабильность фазы, мощность, полное сопротивление и допустимый бюджет потерь.

При выборе тестового кабеля в первую очередь следует учитывать диапазон частот, необходимый для тестирования приложения. Это поможет определить другие факторы, такие как тип кабеля и необходимые механические конструкции. Например, с увеличением частоты диаметр кабеля становится меньше. Это обратная ситуация, и все соотношения должны работать правильно на разных уровнях частоты.

Затем оцените тип теста, который необходимо выполнить, и какое оборудование будет использоваться. Например, тест может представлять собой стандартное измерение S-образной кривой, позволяющее оценить потери тестируемого устройства или оценить, как оно работает на определенных частотах. Все переменные должны быть учтены заранее при выборе сборки тестового кабеля, которая будет хорошо работать для каждого уникального сценария тестирования.

После определения частоты, типа испытательного оборудования и размера кабеля следующим идет тип разъема. Это критический момент в приложениях миллиметрового диапазона, поскольку любые непостоянства в разъемах могут привести к ошибкам в измерениях, которые будут усиливаться по мере увеличения диапазона испытательных частот.

Испытательное оборудование будет иметь разъем определенного типа, обычно определяемый самой высокой частотой, которую может достичь испытательное оборудование. Например, при тестировании на частоте 110 ГГц на испытательном оборудовании будет разъем диаметром 1 миллиметр; поэтому на сборке тестового кабеля потребуется ответный разъем того же размера.

Некоторые распространенные размеры разъемов mmWave включают:

Для приложений, где требуется высокая плотность сигнала, также идеально подходят вставные разъемы, такие как разъемы SMP, SMPM и SMPS.

Каждое тестируемое приложение будет учитывать определенные факторы окружающей среды, включая, среди прочего:

Большинство производителей коаксиальных кабелей предоставляют руководства, помогающие оценить эти дальнейшие соображения. Например, для сверхвысокочастотного применения потребуется кабель, который не только соответствует требованиям по частоте, но и является стабильным по фазе. При использовании высокочастотного фазостабильного кабеля тип доступного для использования разъема становится ограниченным. По мере продвижения пользователя по этому процессу ему будут предоставляться варианты, соответствующие этим дополнительным соображениям.

При тестировании многих пользователей также интересует гибкость кабеля и радиус изгиба. Из-за особенностей испытательных сред часто бывает необходимо использовать очень гибкий материал кабеля, который можно перемещать по испытательному стенду как в производственной среде, так и в среде исследований и разработок.