Como implementar baixa perda e alta transmissão em um feixe de cabos coaxiais microscópicos?

Em era de desenvolvimento acelerado da informação, o design de interconexão interna dos dispositivos tende cada vez mais a ser miniaturizado e denso. Dentre eles, o "micro coaxial cable" (cabo coaxial micro), graças à sua leveza, flexibilidade e capacidade de transmissão de alta frequência, é amplamente aplicado em dispositivos inteligentes, terminais móveis, módulos de comunicação e instrumentos médicos precisos. No entanto, com o减小 do diâmetro da linha, o problema de perda de transmissão de sinais também se torna cada vez mais evidente. Este artigo analisará as causas das perdas do micro coaxial cable de várias perspectivas e discutirá as vias de otimização técnica.

Análise dos tipos de perdas principais de feixes coaxiais extremamente finos
Perda de inserção (Insertion Loss) é a manifestação mais direta da perda de energia. Quando o sinal é transmitido do emissor para o receptor através do cabo, parte da energia é perdida na forma de calor devido à resistência do condutor e à perda de meio. Devido à pequena área de seção do condutor de cabos coaxiais extremamente finos e à alta frequência de transmissão, o efeito de肤 é mais significativo, resultando em que a energia esteja concentrada na superfície do condutor, aumentando assim as perdas.
A perda de reflexão (Return Loss) é geralmente causada por desacordo de impedância. Quando a impedância da cablagem, conector ou interface de PCB não é consistente, parte do sinal é refletida de volta para a fonte, causando desperdício de energia e interferência no sinal. Especialmente em estruturas de fio extremamente finas, os requisitos de precisão de processamento são maiores, e qualquer desvio pode amplificar o efeito de reflexão.
Além disso, as perdas relacionadas à relação de onda estacionária (VSWR) não devem ser negligenciadas. A não-conformidade de impedância pode causar ondas estacionárias, fazendo com que o sinal se forme reflexos acumulados ao longo do caminho de transmissão, o que reduz a eficiência de transmissão. Controlando rigorosamente a precisão do design e garantindo a consistência do impedância dos componentes, é possível reduzir significativamente essas perdas.

Segunda, a otimização da estrutura e do material influencia o desempenho.
A transmissão de fios coaxiais extremamente finos depende de suas dimensões geométricas e das características do material. Quanto mais fino o condutor, maior a resistência e maior a perda de energia. Para equilibrar o tamanho e o desempenho, os engenheiros geralmente usam materiais com baixa perda dielétrica, como PTFE de alta performance ou polímeros de flúor, para reduzir a atenuação de energia causada pela absorção do meio. Por exemplo, em dispositivos de imagem médica, a utilização de coaxiais ultrafinos com baixa perda de energia pode reduzir a atenuação do sinal em cerca de 10% em comparação com cabos tradicionais. Além disso, quanto maior a extensão do cabo, mais significativa é a perda, portanto, na configuração da rede, deve-se tentar encurtar o caminho de transmissão e reduzir as curvas desnecessárias.

Terceiro, a otimização da rota de transmissão traz melhorias.
Em cenários de transmissão de alta velocidade, como a interligação próxima entre chip e módulo de E/S, as perdas tradicionais de traçado de PCB são significativas. A utilização de cabos coaxiais extremamente finos como conectores (jumper harness), combinados com conectores de alta densidade e baixa seção transversal, pode efetivamente encurtar o caminho de transmissão de sinais de alta frequência, reduzindo as perdas de inserção e reflexão. Esta solução se destaca particularmente na faixa de frequência de 13-17 GHz, onde a integridade do sinal (SI) é significativamente melhorada, razão pela qual é cada vez mais adotada por dispositivos de alta gama.

Quatro, influência da tecnologia de manufatura e do método de instalação
A linha coaxial ultrafina é extremamente sensível à precisão do processo. Se a distribuição de tensão do conjunto de fios não for uniforme durante o processo de curvatura ou torção, pode ocorrer a destruição da estrutura do revestimento de screening ou a deformação da compressão do meio, resultando em aumento da perda de sinal. Durante o processo de produção, se o controle do processo de desbaste, soldagem ou conexão não for adequado, também pode levar a uma mudança abrupta de impedância ou mau contato, causando reflexo e perda de energia. Portanto, o equipamento de manufatura preciso e o fluxo de montagem automatizado são cruciais para garantir a qualidade do sinal.
A perda de sinal em fios coaxiais extremamente finos é influenciada por vários fatores, como a estrutura do condutor, o material dielétrico, a compatibilidade de impedância, a precisão de fabricação e a maneira de instalação. Através da otimização de materiais, design preciso, processo exato e layout razoável, é possível reduzir eficazmente a attenuação do sinal e melhorar a estabilidade e confiabilidade da transmissão do sistema.
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