9 etapas para selecionar um cabo de teste para aplicações de ondas milimétricas

As frequências dos sinais de rádio aumentam para a faixa de ondas milimétricas (mmWave), à ​​medida que aplicações como redes 5G, sistemas de radar automotivo e sondagem de semicondutores de RF exigem mais largura de banda em frequências mais altas. Os testes são um aspecto integral do desenvolvimento de novos produtos de qualidade que operarão nessas frequências mmWave, e os conjuntos de cabos coaxiais desempenham um papel vital no processo.

No entanto, dada a complexidade das aplicações mmWave, nem qualquer cabo coaxial servirá. Parâmetros críticos, como correspondência de impedância e perda de inserção, devem ser considerados para obter resultados de testes confiáveis ​​e repetíveis em frequências mais altas. Como resultado, os testes de RF para aplicações de ondas milimétricas exigem soluções exclusivas de cabos coaxiais e conectores.

Normalmente, o processo de teste de RF incorpora um dispositivo em teste (DUT) conectado a um analisador de rede vetorial (VNA), analisador de espectro ou osciloscópio. O caminho do sinal para a placa de circuito é crítico e a configuração do teste não deve introduzir variáveis ​​ou erros indesejados, picos de VSWR ou perda de inserção excessiva. Isso inclui o cabo de teste e os conectores.

Os conjuntos de cabos de teste devem ser robustos o suficiente para suportar manuseio extensivo e movimento contínuo devido a conexões e desconexões frequentes, ao mesmo tempo em que mantêm a repetibilidade precisa da medição e o desempenho elétrico confiável. Existem inúmeras características a serem avaliadas antes de selecionar o conjunto de cabo coaxial ideal para uma aplicação específica, incluindo faixa de frequência e diâmetro do cabo, tipo de equipamento de teste, conectores, tipo/aplicação de medição, flexibilidade, estabilidade de fase, potência, impedância e orçamento de perda permitido.

Ao selecionar um cabo de teste, uma das primeiras coisas a considerar é a faixa de frequência necessária para testar a aplicação. Isto ajudará a determinar outros fatores, como o tipo de cabo e as estruturas mecânicas necessárias. Por exemplo, à medida que a frequência aumenta, o diâmetro do cabo diminui. É uma situação inversa e todas as relações devem funcionar corretamente nos diferentes níveis de frequência.

A seguir, avalie o tipo de teste a ser realizado e que tipo de equipamento será utilizado. Por exemplo, o teste pode ser um tipo de medição de curva S padrão que analisa a perda de um dispositivo em teste ou avalia seu desempenho em frequências específicas. Todas as variáveis ​​devem ser consideradas antecipadamente ao selecionar um conjunto de cabos de teste que terá um bom desempenho para cada cenário de teste exclusivo.

Depois que a frequência, o tipo de equipamento de teste e o tamanho do cabo forem determinados, o tipo de conector vem em seguida. Esta é uma consideração crítica em aplicações de ondas mm porque qualquer inconstância nos conectores pode introduzir erros na medição que serão amplificados à medida que a faixa de frequência de teste aumenta.

O equipamento de teste terá um tipo de conector específico, geralmente determinado pela frequência mais alta que o equipamento de teste pode atingir. Por exemplo, se estiver testando em 110 GHz, haverá um conector de 1 milímetro no equipamento de teste; portanto, um conector correspondente do mesmo tamanho será necessário no conjunto do cabo de teste.

Alguns tamanhos comuns de conectores mmWave incluem:

Para aplicações onde é necessária alta densidade de sinal, conectores push-on como conectores SMP, SMPM e SMPS também são ideais.

Cada aplicação testada terá fatores ambientais específicos a serem considerados, incluindo, entre outros:

A maioria dos fabricantes de cabos coaxiais fornece guias para ajudar a avaliar essas considerações adicionais. Por exemplo, uma aplicação de frequência ultra-alta exigirá um cabo que não apenas atenda aos requisitos de frequência, mas também seja estável em fase. Ao optar por um cabo de alta frequência e fase estável, o tipo de conector disponível para uso torna-se limitado. À medida que o usuário avança no processo, serão fornecidas opções que correspondam a essas considerações adicionais.

Nos testes, muitos usuários estão ainda mais interessados ​​na flexibilidade e no raio de curvatura de um cabo. Devido à natureza dos ambientes de teste, muitas vezes é essencial usar um material de cabo muito flexível que possa ser movimentado em uma bancada de testes, seja em um ambiente de produção ou de P&D.