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作者：Molex莫仕汽車和商用車業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理Tim Gagnon
新興的5G功能正在改變消費(fèi)者和工業(yè)的通信能力，超越了人們先前想象的極限。大多數(shù)設(shè)計(jì)工程師都意識(shí)到，廣泛的5G部署和集成，需要專門的組件來實(shí)現(xiàn)所需的網(wǎng)絡(luò)速度、強(qiáng)度和可靠性。雖然Molex莫仕等供應(yīng)商幾十年來一直設(shè)計(jì)天線和微型連接器，但他們也必需針對(duì)5G應(yīng)用來調(diào)整設(shè)計(jì)、測(cè)試和制造方法，以實(shí)現(xiàn)組件優(yōu)化。
現(xiàn)在5G組件需要支持超過30 GHz的毫米波(mmWave)頻率，這遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)低于6 GHz的頻率。這一變化要求微型連接器和天線具有非常出色的靈敏度：大多數(shù)5G組件需要通過高級(jí)仿真進(jìn)行初始開發(fā)，因?yàn)槌叽缂词钩霈F(xiàn)十分之一毫米的差異也會(huì)導(dǎo)致性能發(fā)生巨大變化。此外，要求細(xì)心進(jìn)行測(cè)試操作以應(yīng)對(duì)更高水平的大氣損失和潛在的輻射排放。
Molex莫仕設(shè)計(jì)和制造流程已經(jīng)發(fā)展到包括先進(jìn)的仿真和測(cè)試功能，以幫助公司的組件產(chǎn)品應(yīng)對(duì)5G應(yīng)用。開發(fā)尖端的5G組件，必需結(jié)合強(qiáng)大的測(cè)試系統(tǒng)、簡(jiǎn)化的設(shè)計(jì)流程、長期積累的專業(yè)知識(shí)和企業(yè)內(nèi)部的協(xié)作。
投資開發(fā)測(cè)試基礎(chǔ)設(shè)施
參與制造5G組件的企業(yè)需要最先進(jìn)的測(cè)試設(shè)施來測(cè)量波束成形、輻射發(fā)射、高增益天線、低損耗和高頻連接器等裝置的功能。業(yè)界有各種各樣的測(cè)試室，但毫米波測(cè)試系統(tǒng)需要超高精度的定位器來評(píng)測(cè)5G應(yīng)用中存在的各種頻率以及輻射輸出的最小變化。在理想情況下，測(cè)試室應(yīng)該是全頻譜的，以避免需要多個(gè)測(cè)試室。
由于需要具有低損耗和高精度的測(cè)試組件，毫米波測(cè)試系統(tǒng)相比低頻測(cè)試系統(tǒng)昂貴得多。舊的測(cè)試室太大，其中的電纜系統(tǒng)加劇了毫米波測(cè)試的路徑損耗和能量損耗。更新的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀是在毫米波的較高頻率下進(jìn)行測(cè)量的必備要求。
企業(yè)內(nèi)部缺乏毫米波測(cè)試能力的制造商通常依賴外部測(cè)試機(jī)構(gòu)，然而，5G組件設(shè)計(jì)過程通常是迭代的，需要根據(jù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行多次重新配置。使用公司內(nèi)部測(cè)試系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)更加順暢的、更高效的設(shè)計(jì)流程。
需要全新設(shè)計(jì)流程
在天線設(shè)計(jì)使用毫米波技術(shù)之前，制造商可以在工作臺(tái)上開發(fā)天線與設(shè)備的模型，或者使用早期的原型產(chǎn)品，通過手工操作將天線內(nèi)置到設(shè)備中。但是對(duì)于頻率要求更高的設(shè)計(jì)，天線體積是如此之小，而且尺寸非常重要，所以天線產(chǎn)品的第一次迭代必須采用仿真設(shè)計(jì)，并直接通過這些模型進(jìn)行原型構(gòu)建。此外，在考慮如何設(shè)計(jì)和集成到設(shè)備中時(shí)，從單極或偶極天線到陣列天線的過渡(實(shí)現(xiàn)更高的增益水平)是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。
制造商不得不加強(qiáng)學(xué)習(xí)以適應(yīng)5G組件的全新設(shè)計(jì)和測(cè)試流程?，F(xiàn)在設(shè)計(jì)人員在模擬器中構(gòu)建組件模型，然后在軟件中運(yùn)行物流和運(yùn)作測(cè)試。一旦完成這些工作，就制造樣品并通過測(cè)試系統(tǒng)運(yùn)行，以驗(yàn)證模擬器的性能。如果公司擁有內(nèi)部測(cè)試系統(tǒng)，設(shè)計(jì)人員可以在模擬器中快速修改設(shè)計(jì)并再次嘗試，而無需等待外部測(cè)試機(jī)構(gòu)的結(jié)果。
測(cè)試專業(yè)技術(shù)必不可少
重新配置設(shè)計(jì)流程和獲得內(nèi)部測(cè)試系統(tǒng)僅僅是開端，需要時(shí)間和現(xiàn)有的專業(yè)知識(shí)來簡(jiǎn)化和最大限度地提高5G測(cè)試能力，這是Molex莫仕等早期采用廠商多年來一直關(guān)注的問題。測(cè)試毫米波組件的過程非常敏感，設(shè)置測(cè)試需要非常小心。所有的連接器必須調(diào)整到適當(dāng)?shù)乃?，并需要精密的工具來確認(rèn)一切設(shè)置正確。像Molex莫仕這樣擁有更多經(jīng)驗(yàn)的測(cè)試運(yùn)作廠商已經(jīng)確定了專門的高精度方法，例如使用激光定位進(jìn)行測(cè)試。
設(shè)計(jì)和測(cè)試5G兼容的微型連接器為制造商帶來了一系列挑戰(zhàn)，所需的5G連接器解決方案要復(fù)雜得多，并且必須滿足與5G和舊有LTE網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一起使用的更多測(cè)試規(guī)范。連接器必須能夠在各種條件下工作，這就可能產(chǎn)生輻射，因此必須在系統(tǒng)中進(jìn)行設(shè)計(jì)和測(cè)試。
擁有專家團(tuán)隊(duì)的制造商通常可讓這些團(tuán)隊(duì)協(xié)同工作，增強(qiáng)連接器和天線的設(shè)計(jì)和測(cè)試方式，使其在5G條件下共同發(fā)揮作用。許多5G參與者(例如移動(dòng)終端OEM和集成商)要求戰(zhàn)略合作方能夠設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)運(yùn)作之天線和互連裝置。
Molex莫仕與客戶通力協(xié)作
Molex莫仕設(shè)計(jì)天線和微型連接器已有數(shù)十年歷史，并且不斷調(diào)整設(shè)計(jì)、測(cè)試和制造方法，以針對(duì)5G應(yīng)用優(yōu)化這些組件。Molex莫仕是毫米波測(cè)試技術(shù)的早期投資者，因而成為5G測(cè)試和設(shè)計(jì)功能的長期領(lǐng)跑者。當(dāng)其他公司仍然依賴外部測(cè)試機(jī)構(gòu)時(shí)，Molex莫仕正在簡(jiǎn)化其測(cè)試流程，并受益于公司內(nèi)部的新設(shè)計(jì)迭代運(yùn)作。Molex莫仕工程師已經(jīng)適應(yīng)了5G組件設(shè)計(jì)和測(cè)試流程，并可為客戶提供無與倫比的內(nèi)部專業(yè)技術(shù)知識(shí)。
Molex莫仕通過微型連接器和天線團(tuán)隊(duì)之間的合作進(jìn)一步增強(qiáng)5G功能，這兩個(gè)專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)密切合作，為客戶提供在5G環(huán)境中無縫運(yùn)作的解決方案。請(qǐng)即聯(lián)絡(luò)Molex莫仕，討論用于微型連接器和天線設(shè)計(jì)、測(cè)試和創(chuàng)新的5G應(yīng)用測(cè)試技術(shù)。
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