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5G小基站密度难题 | 射频互连模块方案能否成为最优选?
发布时间:2025-07-09 浏览数:35

来源于:深圳市连接器行业协会

编译:李亦平

  全球互联和数据共享依赖于5G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。

  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,网络需要变得更加密集,即在更多地点增设更多的基站,使信号更接近用户。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天线不断缩小,这意味着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,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

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,覆盖范围较小,需要密集的天线网络。这些小型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。设计一个关键的互连系统,该系统不仅性能优异,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,这些电缆可能会形成一个视觉上的“老鼠窝”。所有这些电缆都必须能够抵御各种自然条件。

  此外,安装过程可能既耗时又费力,还可能带来物流上的难题,这使得电缆可能成为系统中最薄弱的环节。需要考虑的因素很多:是否选择了正确的电缆和端口?连接器是否正确地与电缆连接?耦合件是否拧紧到位?整个组件是否密封良好?电缆是否被正确固定?电缆是否牢固地固定在结构上?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系统中,随着用户数量的增加,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。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,进而影响蜂窝系统的可靠性、数据传输速率和容量。这可能导致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,运营商通常要求使用低PIM的同轴电缆,确保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应用的天线和射频设备上的端口数量显著增加。正确连接电缆、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。

  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。这些设计可以显著减少需要连接的电缆数量,节省大量劳动力,并提供更加坚固的解决方案。此外,它们还提高了组装的防风雨性和抗紫外线性能。

  因此,捆绑的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,任何潜在的系统故障排查都变得更加容易。

  最后,彻底消除将电缆连接到错误端口的可能性。该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。