Seit seiner Förderung im Jahr 2018 versprach das Mobilfunkprotokoll der 5. Generation (5G) eine umfangreiche Verbesserung der Art und Weise, wie einzelne NutzerMaschinen und Apparate, und Cloud-Computing-Server senden und empfangen Daten.Das Partnerschaftsprojekt der dritten Generation (3GPP) hat den 5G-Standard entwickelt., die eine Datenübertragungsgeschwindigkeit von 10 Gbps angibt, was 10 bis 100 mal schneller ist als die bisherigen 4G-Standards.Diese Norm verlangt auch eine 1000-fache Erhöhung der Bandbreite pro Flächeinheit, um eine maximal 100-fache Erhöhung der Anzahl der im Bereich angeschlossenen Geräte zu ermöglichen.Gleichzeitig besteht die Organisation darauf, eine Netzwerkverfügbarkeit von 99,999% zu erreichen und gleichzeitig den Energieverbrauch von Basisstationen und angeschlossenen Geräten zu reduzieren.
Bis Mitte 2025 wird es weltweit über 2,25 Milliarden 5G-Verbindungen geben, davon über 182 Millionen in Nordamerika.die nur 5G-Frequenzen und -protokolle unterstützen, können schnellere Upload- und Download-Geschwindigkeiten erzielen und unterstützen fortschrittliches industrielles Internet der Dinge (IIoT) und Maschinen-zu-Maschinen-Kommunikation (M2M) mit einer Netzwerklatenz von nur 1 ms.
Die Entwicklung neuer Geräte für den Bau der 5G-Infrastruktur hat die Nachfrage nach verschiedenen elektronischen Komponenten, einschließlich allgegenwärtiger Kondensatoren, stimuliert.Kondensatoren sind vielseitige Geräte, die unerwünschte Frequenzen ausfiltern und Funkfrequenzstörungen beseitigen könnenBei der Konstruktion von 5G-Geräten und Mobilfunk-Basisstationen ist es wichtig, dass die Antennen mit einer hohen Anspannung ausgestattet sind.Die Ingenieure müssen geeignete Kondensatoren auswählen, um die spezifischen Leistungen zu erfüllen, Größe und Kostenanforderungen für jede Anwendung.
Kondensatoren für 5G-Antennenanwendungen
Die Antennen der 5G-Infrastruktur unterstützen drei Frequenzbänder in höheren HF-Regionen: das Niederfrequenzband unter 2 GHz, das Mittelfrequenzband zwischen 2 GHz und 6 GHz,und das Hochfrequenzband zwischen 24 GHz und 100 GHzDurch die Kombination von mehrschichtigen Keramikkondensatoren (MLCC) mit Induktoren, um einen Antennenoszillator zu bilden, ist es möglich, auf bestimmte Funkfrequenzen einzustellen.Die Kondensatoren der 5G-Infrastruktur müssen höhere Frequenzen des Protokolls verarbeiten können (Abbildung 1)..
Anwendung von MLCC im Bereich der HF-Kommunikation
Bild 1: MLCC wird im Bereich der HF-Kommunikation weit verbreitet. Ingenieure müssen Kondensatoren sorgfältig auswählen, um die höheren HF-Ströme in der 5G-Infrastruktur zu verwalten. (Bildquelle: KEMET Corporate)
Die KEMET HiQ CBR-Kondensatoren (Abbildung 2) sind eine davon, deren Kapazität zwischen 0,1 und 100 pF liegt.mit einer Leistung von mehr als 100 W und einer Leistung von mehr als 100 WAufgrund der Verwendung von Dielektrika der Klasse I können HiQ-CBR-Kondensatoren in einem Temperaturbereich von -55 °C bis +125 °C mit einer Kapazitätsabänderung von weniger als ± 30 ppm/°C arbeiten.In einem Gleichspannungsbereich von 6.3 V bis 500 V, kann dieser Kondensator auch eine sehr stabile Leistung ohne Alterung aufrechterhalten.
KEMET HiQ CBR Kondensator
Abbildung 2: HiQ CBR-Kondensatoren sind MLCCs, die für höhere Frequenzen entwickelt wurden, die in der 5G-Infrastruktur verwendet werden.und mit matten, mit Zinn beschichteten Endkappen. (Bildquelle: KEMET Corporation)
HiQ CBR-Kondensatoren bestehen aus mehreren Schichten von Grundmetallelektroden (Abbildung 3). Das Elektrodenmaterial ist Kupfer, und jede Elektrodenschicht ist getrennt und mit Keramikmaterial eingebettet.Das keramische Material hier ist ein C0G-Dielelektrikum der Klasse I, CaZrO3.Die Metallkappe dient als elektrische Verbindung für die Elektrode und erleichtert die Lötung der Oberflächenmontagevorrichtung (SMD) auf das Leiterplattenbrett (PCB).
Innenelektrode MLCC-Schicht mit keramischem Dielektrikum eingebettet
Abbildung 3: Die innere Elektrodenschicht von MLCC (z. B. Produkte der HiQ CBR-Serie) ist in ein keramisches Dielektrikum eingebettet, mit Metallverbindungen an den Endkappen. (Bildquelle: KEMET Corporation)
Dank ihres Materials und ihrer Struktur weisen HiQ CBR-Kondensatoren eine geringe Verlustleistung auf, die durch den Qualitätsfaktor Q dargestellt wird, der das Gegenteil des Abfallfaktors (DF) ist.Bei der Prüfung von HiQ-CBR-Kondensatoren mit einem Kapazitätswert von 30 pF oder mehr unter Bedingungen von 1 MHz ± 100 kHz und 1Für Kondensatoren mit niedrigeren Kapazitätswerten in dieser Produktreihe ist Q = 400 + 20C, wobei C der Kapazitätswert ist.
Bei der Entwicklung elektronischer Produkte für Hochfrequenz-HF-Anwendungen suchen Ingenieure auch nach Kondensatoren mit niedrigem gleichwertigen Serienwiderstand (ESR) und niedriger gleichwertiger Serieninduktivität (ESL),die zur Erreichung einer hohen Selbstresonanzfrequenz (SRF) beitragen kann. SRF ist die Frequenz, mit der ein Kondensator resoniert, wodurch er seine Kapazität verliert und als Induktor wirkt,Daher muss die SRF wesentlich höher sein als die BetriebsfrequenzDer SRF-Bereich der HiQ CBR-Kondensatoren beträgt von 600 MHz (100 pF-Kondensatoren) bis 12000 MHz (0,1 pF-Kondensatoren).
Die Endkappen von HiQ CBR Kondensatoren sind mit mattem Zinn behandelt und können auf Standard-Druckschaltplatten gelötet werden.0402 (0.4 "x 0,2"), 0603 (0,6 "x 0,3") und 0805 (0,8 "x 0,5"). Diese Geräte sind bleifrei zertifiziert und entsprechen den RoHS-Vorschriften.
Mit ihren einzigartigen Leistungsmerkmalen und äußeren Abmessungen spielen die HiQ CBR-Kondensatoren eine gute Rolle in 5G-Zellfunk-Basisstationen, Kommunikationsnetzen, HF-Leistungsverstärkern (PA),drahtlose lokale Netzwerke (LAN)Diese Serie von Kondensatoren kann auch für die Signalverarbeitung wie Gleichspannungsblockade, Filterung, Impedanzmatching, Kopplung,und Bypass.
Zur Verringerung von Störungen und Signallärm designers can add similar KEMET FLEX SUPPRESSOR ® This sheet or roll shaped polymer metal composite material (Figure 4) contains micrometer sized magnetic particles dispersed in a flexible polymer substrate to suppress electromagnetic waves or resonances, die Konvergenz des magnetischen Flusses zu verbessern oder Lärm durch elektronische Geräte im 5G-Frequenzbereich von 3 GHz bis 40 GHz zu reduzieren.