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伴随着移动通信技术用户数的快速提升，销售市场对高速通信的要求也日益提高。有关公司和领域团队已经夜以继日地迎战，奋力解决这一试炼。5G 互联网的速率预估将比 4G LTE 快 100 倍，拨号连接速率可提升 10 倍。“大家必须处理许多问题，才可以将 5G 技术性从定义转换到具体运用中。” Signal Microwave 企业的创始人 Bill Rosas 表明，“大家的根本任务是要能总体完成 5G 技术性，与此同时务必处理从互联网检测到系统更新互连的各类技术性。”
针对射频连接器来讲，就算是细微的关键技术，也非常值得研发人员资金投入很多的活力开展科学研究。这种不可替代的机电工程部件的功效是和电气设备终端设备，确保终端设备能一切正常地将磁感应动能根据一条同轴电缆传入另一个部件，完成数据信息的传送或分析。全部电子器件机器设备和系统软件都离不了射频连接器，其精密度针对传送信息内容的电源电路来讲尤为重要，尤其是在数据信息传输速度不断提高的今日，射频连接器的必要性也是显而易见。
Eric Gebhard 和 Bill Rosas 一同开创了 Signal Microwave 企业，其关键工作是为信号完整性剖析行业给予订制的射频连接器。Signal Microwave 有工作能力不断提高电源电路的数据信息传输速度，达到提升微波射频、微波加热和毫米波通信电连接器的要求，为将来 5G 的进步确立坚固的基本。
工作频率提升产生的多元性
从业微波射频（radio frequency，通称 RF）射频连接器设计的专业人士遭遇着一系列的难点。她们一方面要考虑到几何图形样子、规格和传送的限定规定，另一方面还需要确保射频连接器与同轴电缆的特性阻抗互相配对。Rosas 表明：“5G 运用的部件生产商在供应速率层面无可取代，开发设计和给予性能卓越部件的功能是在行业竞争中制胜的重要。”
当工作频率提高时，几何图形构造或原材料挑选产生的细微失帧会被变大，导致确保匹配电阻的困难扩大。图 1 的相片表明了致力于开发设计中的 5G 通讯运用而制定的射频连接器。
图 1. 发送转化器的大特写图（左）； 由 5G 技术工程师制做的检测线路板（右）。
模拟仿真可以协助设计方案工作人员对微波射频基础设施建设的核心部件开展深层提升，Gebhard 和Rosas 对主要的建立方法主要表现出了深厚的兴趣爱好。Signal Microwave 有着普遍的顾客群，在其中一部分技术工程师顾客专为通讯行业、商业服务和国防应用程序开发工作频率为 40~110 GHz 的高频率设备。
设计方案射频连接器
多物理学场模拟仿真让 Eric 和他的精英团队可以迅速地解决每一位新客户明确提出的设计方案试炼。Gebhard 表明： “COMSOL APP可与多种多样设计工具开展互动应用，这一特点可以让大家的精英团队高效率地开发设计并提升射频连接器，达到不一样领域用户的人性化规定。”这类方法减少了新产品的上市时间、降低了总体开发成本费，并减少了对项目投资的要求。此外，因为部件设计方案工作人员不用考虑到联接部件安全系数层面的问题，这让她们可以安心地将所有时间投放到别的重要环节。
简易而言，设计方案员工应该将射频连接器的机械零部件变换为同轴电缆。在设计方案射频连接器时，主要设计方案总体目标是生产制造出可完成“电隐型”的部件，即根据使射频连接器与同轴电缆的其他部分维持大体接近的特性，尽量地降低电阻器和动能耗损。Gebhard 说：“特性阻抗不配对会造成回波损耗，造成数据信号失帧或损耗，大家期待最大限度地降低这一问题。”依靠模拟仿真剖析，设计方案工作人员在开展生产制造和检测前，就可以进行对设备的提升。
根据模拟仿真找寻极致的射频连接器
一般而言，Signal Microwave 的用户会规定递交散件射频连接器的实际几何图形主要参数，并预先确定特性阻抗值，随后她们会由此开展剩下的制定工作中。Gebhard 和Rosas 选用了一种总体统计分析方法设计制作射频连接器，并在制定以前事先添加线路板和设施的整体规定。该精英团队通常会先在 Solid Edge® APP中搭建立体图形，再将几何图形导进 COMSOL Multiphysics®，随后应用APP中的 RF 模型作用来研究和优化。
Gebhard 对测出的工作电压回损（voltage standingwave ratio）、回波损耗和插入损耗，及其由特性阻抗不搭配或出现意外的不连续性造成的输出功率耗损开展了模拟仿真剖析，这种主要参数都应降至最少。举例来说，Signal Microwave 部件中检测线路板的工作电压回损精确测量值低于 1.5:1，与模拟仿真結果一致，表明了反射面输出功率和回波损耗充足低（图 2 左）。 依据模拟仿真結果，该精英团队分辨插入损耗比较轻缓，耗损随工作频率的提高而慢慢提升（图 2 右）。依靠多物理学场模拟仿真，Signal Microwave 的精英团队创建了反射面输出功率最少的无电焊焊接边沿射频连接器组成，这一组成可以扩展到毫米波通信的范畴。
图 2. Signal Microwave 构件中检测线路板的工作电压回损（VSWR）精确测量值（左）和插入损耗（以 dB 为公司的 S21 主要参数的值，参照下图）。
边沿运行射频连接器
Gebhard 与此同时还仿真模拟了2个边沿运行射频连接器，射频连接器运用 50 欧母的同轴线集总端口号开展鼓励和停止。在这个实例中，接地装置共面光波导入的（grounded coplanar waveguide）线路板在 8 密耳（mil，容量单位）的材料上进行制做，板材的相对介电常数为 3.55。金属材料通孔将共面光波导入的的一对接地平面联接到底端的接地平面（图 3）。
图 3. 融合了 5G 和卫星通讯技术性的快速互联运用的检测线路板模拟仿真图象。在 20 GHz 下，静电场中以 dB 为公司的弹性模量的天气图和箭头图（左）。第一张制图的变大版（中）。在 1 GHz 下，线路板顶端静电场中以 dB 为公司的静电场模的等价面图（右）。
Gebhard 表述说：“为了更好地顺利完成射频连接器的‘电隐藏’，大家采用的办法是根据认真仔细几何图形的不连续性来尽量避免反射面，在这里全过程中大家运用了 S 主要参数来叙述回波损耗。”
除开根据改动几何图形构造来较大水平地减少回波损耗，Gebhard 还能够根据提升电极化材质来得到需要的特性阻抗。在某种情形下，Gebhard 也会应用 COMSOL® APP来测算产品结构设计的有关问题，比如拆下来射频连接器行为主体上的针角所须要的最少力。
从相对高度配对到变成实际
Gebhard 与此同时还研发了工作频率为 70 GHz 的盲插入式射频连接器，可以适用自动测试机器设备。在系统中实现对微波射频实体模型的建立后，他制做了物理学样品。令人震惊的是，射频连接器样品并没有按预估完成一切正常工作中。在对物理学原形开展仔细的解析后，Gebhard 这才意识到射频连接器存有一个细微的缺点。通过工程项目技术鉴定，Gebhard 返回初始实体模型，并将缺点加上进去。最后，模拟仿真結果与物理学数据测试完美结合。
“虚似设计方案恰当准确无误，殊不知物理学样品却产生了大家沒有想到的缺点。在对样品开展具体的检测后，大家发觉了问题的所属，并将缺点加上到了虚似模式中。最后，转化成的模拟仿真結果与观测到的问题完全一致。对咱们而言这简直一个灵光乍现的感受。”
“在这个实例中，我意外惊喜地见到模拟仿真結果与实际这般相对高度地符合。大家很快又在这个射频连接器设计方案中增加了一些非常的设计构思，十分希望亲眼看见这种射频连接器的特性主要表现。”
高精密的仿真工具让 Gebhard 可以不无拘无束地设计方案和生产制造对于技术专业微波射频运用的个性定制化射频连接器，不但降低了对物理学样品的要求，与此同时还合理地减少了开发进度。
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