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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準和可靠性。
5G代表了移動通信技術(shù)的下一個重大發(fā)展，并且正在推動下一代應用程序的發(fā)展，例如物聯(lián)網(wǎng)，自動駕駛汽車和虛擬現(xiàn)實。但是，它確實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，它具有自身獨特的挑戰(zhàn)，例如電纜的可靠性和堅固性。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，并在彎曲和溫度變化高的環(huán)境中高效運行。實際上，關(guān)鍵的區(qū)別在于溫度變化時的相位/幅度穩(wěn)定性，尤其是在19°C的室溫下（PTFE拐點）。
5G的現(xiàn)狀
在過去的幾年中，隨著網(wǎng)絡在全球范圍內(nèi)的啟動，5G技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)相當迅速地發(fā)展。盡管由于COVID-19而推遲了許多推出計劃，但網(wǎng)絡仍在不斷擴展，最新的預測表明，到2024年，全球5G用戶將達到近20億。1
5G部署背后的策略差異很大：一些運營商利用超高速但低面積的毫米波技術(shù)，而其他一些運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，對毫米波頻率的需求已不再是軍事和太空時代應用的保留。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，這意味著連接器設計是一項復雜的任務。此外，電纜所承受的彎曲和應力相對于所涉及的非常小的波長而言是顯著的，從而導致需要相穩(wěn)定電纜的環(huán)境。
5G網(wǎng)絡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。互連通常被認為是系統(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個月中，Junkosha已推出了幾種高端mmWave布線解決方案。得益于精密設計的擴展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)絡分析儀（VNA）一起使用。此類設備用于測試和表征組件，以確保系統(tǒng)有效地協(xié)同運行。在毫米波的最小化波長下，彎曲和移動的情況會對結(jié)果的準確性產(chǎn)生重大影響，隨著頻率的增加，結(jié)果的準確性會越來越高。
精度在任何測試設置中都是至關(guān)重要的，但對于計量級電纜而言尤其如此，因為后者具有極高的精度，因此要求進行測試和校準時具有最高的可靠性。在這種使用情況下，重要的是要部署適當設計的微波/ mmWave VNA測試電纜組件（圖1），以供需要最佳精度的人員使用，例如頂級國家機構(gòu)和校準實驗室。
這種口徑的電纜在彎曲時表現(xiàn)出出色的相位和振幅穩(wěn)定性，同時在溫度下具有很強的相位穩(wěn)定性。該組件達到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)絡的能力，而高頻網(wǎng)絡是未來高度復雜的系統(tǒng)的核心。
探針臺
探針臺使用戶可以將電探針，光學探針或RF探針放置在硅晶片上，并將其連接到VNA，以便可以測試設備。在探針臺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，并且相位和幅度對于溫度，彎曲和振動均穩(wěn)定。這是因為一旦校準，電纜就必須長時間準確地工作。如果電纜的相位不穩(wěn)定，則會使系統(tǒng)快速降級，產(chǎn)生不準確的數(shù)據(jù)，并需要定期重新校準。
另一個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?shù)奈恢谩?span>
研究預測，全球高頻探頭站市場將價值$ 1176.3萬，到2025年，2主要由加速5G部署驅(qū)動。的確，隨著5G的不斷推出，需要高質(zhì)量微芯片的應用也在增加，對探針臺進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，機械性能和柔韌性下進行構(gòu)建的能力。
Junkosha的MWX001電纜組件（圖2）就是此類電纜的一個示例，其插入損耗極低，適合需要靈活性的測量應用。結(jié)果，它越來越成為探針臺的首選系統(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110 GHz以下的測量進行了優(yōu)化。
2. Junkosha的MWX001電纜組件在需要靈活性的測量應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)量的信號傳輸和強大的形狀維持能力。安全鎖定機制可確保將1.0毫米連接器插針安全可靠地插入母連接器中。
隨著5G將設備，機器和人員之間的互連比以往任何時候都更緊密，每一個新級別的先進技術(shù)都會帶來更復雜的芯片組。因此，它進一步推動了對高效探針臺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)設備為中心的未來，這些設備要求減少延遲以實現(xiàn)實時應用。高通公司（ABI Research）委托高通（Qualcomm）進行的研究預計，與前代蜂窩相比，5G的延遲降低了約10倍，同時數(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，從而使我們進入一個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)新的重點的原因。