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創(chuàng)新布線在5G未來中的作用
測試和測量是電纜創(chuàng)新的關(guān)鍵組成部分。隨著我們邁向支持5G的世界，測試和測量過程中使用的電纜和互連必須具有最高的標(biāo)準(zhǔn)和可靠性。
5G代表了移動(dòng)通信技術(shù)的下一個(gè)重大發(fā)展，并且正在推動(dòng)下一代應(yīng)用程序的發(fā)展，例如物聯(lián)網(wǎng)，自動(dòng)駕駛汽車和虛擬現(xiàn)實(shí)。但是，它確實(shí)帶來了要克服的重大障礙。例如，頻譜可用性受到限制，因此5G必須以更高的頻率運(yùn)行以提供更快的數(shù)據(jù)速度。
mmWave頻段發(fā)揮了作用，它具有自身獨(dú)特的挑戰(zhàn)，例如電纜的可靠性和堅(jiān)固性。為此，Junkosha正在開發(fā)新一代的電纜和互連，這些電纜和互連將經(jīng)受住更高頻率的苛刻考驗(yàn)，并在彎曲和溫度變化高的環(huán)境中高效運(yùn)行。實(shí)際上，關(guān)鍵的區(qū)別在于溫度變化時(shí)的相位/幅度穩(wěn)定性，尤其是在19°C的室溫下（PTFE拐點(diǎn)）。
5G的現(xiàn)狀
在過去的幾年中，隨著網(wǎng)絡(luò)在全球范圍內(nèi)的啟動(dòng)，5G技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)相當(dāng)迅速地發(fā)展。盡管由于COVID-19而推遲了許多推出計(jì)劃，但網(wǎng)絡(luò)仍在不斷擴(kuò)展，最新的預(yù)測表明，到2024年，全球5G用戶將達(dá)到近20億。1
5G部署背后的策略差異很大：一些運(yùn)營商利用超高速但低面積的毫米波技術(shù)，而其他一些運(yùn)營商則選擇具有更大覆蓋范圍但傳輸速度更低的600MHz以下頻率。還有一些位于2.5 GHz的中頻帶區(qū)域。無論采用何種基本策略，任何5G網(wǎng)絡(luò)的用戶都可以期望比任何上一代蜂窩技術(shù)更快的速度。
mmWave概述
由于5G的發(fā)展，對(duì)毫米波頻率的需求已不再是軍事和太空時(shí)代應(yīng)用的保留。相反，現(xiàn)在主流技術(shù)都需要它。由于頻譜的相關(guān)部分大部分未使用，因此毫米波技術(shù)旨在增加數(shù)據(jù)擁擠程度較小的人口稠密區(qū)域的可用帶寬量。它的短波長還可以實(shí)現(xiàn)更快的數(shù)據(jù)傳輸。
為了以更高的毫米波頻率提供所需的輸出，系統(tǒng)的電纜和互連必須遵守“持久的相位性能”的規(guī)定，尤其是在測試和測量環(huán)境中。在這些頻率下，互連非常小，這意味著連接器設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)。此外，電纜所承受的彎曲和應(yīng)力相對(duì)于所涉及的非常小的波長而言是顯著的，從而導(dǎo)致需要相穩(wěn)定電纜的環(huán)境。
5G網(wǎng)絡(luò)的廣泛部署需要最高質(zhì)量的精密儀器和電纜，以確保5G承諾所固有的更快的連接，更高的吞吐量和更大的容量?；ミB通常被認(rèn)為是系統(tǒng)中最薄弱的環(huán)節(jié)，并且在可靠性方面仍然是最關(guān)鍵的要素。因此，工程師使用為5G世界打造的電纜和互連至關(guān)重要。
創(chuàng)新布線的作用
在過去的18個(gè)月中，Junkosha已推出了幾種高端mmWave布線解決方案。得益于精密設(shè)計(jì)的擴(kuò)展PTFE（ePTFE）膠帶包裝技術(shù)，該產(chǎn)品具有性能最高的介電材料和高撓曲壽命，每種產(chǎn)品均可承受最嚴(yán)格的測試環(huán)境。
部署在測試環(huán)境中的布線組件通常與矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）一起使用。此類設(shè)備用于測試和表征組件，以確保系統(tǒng)有效地協(xié)同運(yùn)行。在毫米波的最小化波長下，彎曲和移動(dòng)的情況會(huì)對(duì)結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生重大影響，隨著頻率的增加，結(jié)果的準(zhǔn)確性會(huì)越來越高。
精度在任何測試設(shè)置中都是至關(guān)重要的，但對(duì)于計(jì)量級(jí)電纜而言尤其如此，因?yàn)楹笳呔哂袠O高的精度，因此要求進(jìn)行測試和校準(zhǔn)時(shí)具有最高的可靠性。在這種使用情況下，重要的是要部署適當(dāng)設(shè)計(jì)的微波/ mmWave VNA測試電纜組件（圖1），以供需要最佳精度的人員使用，例如頂級(jí)國家機(jī)構(gòu)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室。
這種口徑的電纜在彎曲時(shí)表現(xiàn)出出色的相位和振幅穩(wěn)定性，同時(shí)在溫度下具有很強(qiáng)的相位穩(wěn)定性。該組件達(dá)到50 GHz并提供2.4毫米連接器，顯示出令人印象深刻的性能耐久性，靈活性和無回彈力。堅(jiān)固的端口側(cè)NMD連接器可確保與VNA的可靠連接。
在人類和設(shè)備都將需要持續(xù)的無線連接的5G未來中，世界要求通過創(chuàng)新技術(shù)更有效地利用可用頻譜。這些高質(zhì)量的電纜為VNA制造商提供了測試高頻網(wǎng)絡(luò)的能力，而高頻網(wǎng)絡(luò)是未來高度復(fù)雜的系統(tǒng)的核心。
探針臺(tái)
探針臺(tái)使用戶可以將電探針，光學(xué)探針或RF探針放置在硅晶片上，并將其連接到VNA，以便可以測試設(shè)備。在探針臺(tái)中使用高端電纜至關(guān)重要–電纜必須具有低損耗，輕巧的特性，并且相位和幅度對(duì)于溫度，彎曲和振動(dòng)均穩(wěn)定。這是因?yàn)橐坏┬?zhǔn)，電纜就必須長時(shí)間準(zhǔn)確地工作。如果電纜的相位不穩(wěn)定，則會(huì)使系統(tǒng)快速降級(jí)，產(chǎn)生不準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，并需要定期重新校準(zhǔn)。
另一個(gè)重要的考慮因素是連接器，它有助于保持探針尖端（需要千分尺精度）穩(wěn)定。許多應(yīng)用要求電纜彎曲，這使得連接器的角度至關(guān)重要，因此探頭尖端必須保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩?span>
研究預(yù)測，全球高頻探頭站市場將價(jià)值$ 1176.3萬，到2025年，2主要由加速5G部署驅(qū)動(dòng)。的確，隨著5G的不斷推出，需要高質(zhì)量微芯片的應(yīng)用也在增加，對(duì)探針臺(tái)進(jìn)行測試以測試封裝在一起的芯片的需求也在增加。在晶圓探針測試中，將芯片安裝在一起并測試其功能，以作為一個(gè)完整的解決方案。
隨著芯片以更高的頻率工作，電纜必須以更快的速率將信號(hào)傳入和傳出芯片。為了滿足此要求，最優(yōu)質(zhì)的電纜是必不可少的。同樣，帶有ePTFE膠帶包裹的電介質(zhì)層的電纜具有在受控的張力，厚度，機(jī)械性能和柔韌性下進(jìn)行構(gòu)建的能力。
Junkosha的MWX001電纜組件（圖2）就是此類電纜的一個(gè)示例，其插入損耗極低，適合需要靈活性的測量應(yīng)用。結(jié)果，它越來越成為探針臺(tái)的首選系統(tǒng)。電纜結(jié)構(gòu)使電纜插入損耗最小化，該電纜結(jié)構(gòu)針對(duì)110 GHz以下的測量進(jìn)行了優(yōu)化。
2. Junkosha的MWX001電纜組件在需要靈活性的測量應(yīng)用中具有極低的插入損耗。
這種電纜組件還具有出色的相位穩(wěn)定性，高質(zhì)量的信號(hào)傳輸和強(qiáng)大的形狀維持能力。安全鎖定機(jī)制可確保將1.0毫米連接器插針安全可靠地插入母連接器中。
隨著5G將設(shè)備，機(jī)器和人員之間的互連比以往任何時(shí)候都更緊密，每一個(gè)新級(jí)別的先進(jìn)技術(shù)都會(huì)帶來更復(fù)雜的芯片組。因此，它進(jìn)一步推動(dòng)了對(duì)高效探針臺(tái)測試和高端布線的需求。
展望未來
我們正在著眼于以互聯(lián)設(shè)備為中心的未來，這些設(shè)備要求減少延遲以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)應(yīng)用。高通公司（ABI Research）委托高通（Qualcomm）進(jìn)行的研究預(yù)計(jì)，與前代蜂窩相比，5G的延遲降低了約10倍，同時(shí)數(shù)據(jù)速率得到了提高。
像Junkosha這樣的電纜組裝制造商經(jīng)常被要求提供超越電流速度和頻率的電纜和互連解決方案，從而使我們進(jìn)入一個(gè)我們難以想象的世界。然而，伴隨著重大變化而來的是巨大的挑戰(zhàn)。測試和測量過程的要求越來越高，這突出了布線和互連解決方案為何必須成為未來創(chuàng)新的重點(diǎn)的原因。