2018年に導入されて以来,5代目 (5G) 携帯電話の無線周波数 (RF) 通信プロトコルは,個々のユーザーが工業機械,およびクラウドコンピューティングサーバーがデータを送信し受信する.国際モバイル通信2020 (IMT-2020) の要件を満たすために,3GPPは5G標準を開発しました4G LTE プロトコルと比較して 10~100倍高速である.この規格では,エリア内の接続デバイスの数を最大100倍に増やすために,エリア単位あたりの帯域幅を1000倍増やすことも要求されています.同時に,組織は,ベースステーションと接続されたデバイスのエネルギー消費を削減しながら,ネットワークの99.999%の利用率を達成することを主張しています.
2025年中頃には,世界中で25億5G接続が225億以上あり,北米では18億2千万以上になります.5G周波数とプロトコルのみをサポートする,より高速なアップロードとダウンロード速度を達成し,先進的な産業物事インターネット (IIoT) と機械対機械 (M2M) 通信をサポートし,ネットワーク遅延は1ms以下です.
5G インフラストラクチャの構築のための新しいデバイスの開発は,あらゆる場所にあるコンデンサを含む様々な電子部品の需要を刺激しました.コンデンサは,望ましくない周波数をフィルタリングし,無線周波数の干渉を排除できる汎用的なデバイスです5Gデバイスや携帯電話基地局を設計する際には,電源線を分離し,電圧レベルを安定させ,アンテナ接続をバランスさせます.エンジニアは,特定の性能を満たすために適切なコンデンサを選択する必要があります各アプリケーションの規模とコストの要求.
5Gアンテナ用コンデンサ
5Gインフラストラクチャのアンテナは,高RF領域の3つの周波数帯をサポートします.低周波帯は2GHz以下,中周波帯は2GHzから6GHz,そして 24 GHz から 100 GHz の間の高周波帯域多層セラミックコンデンサー (MLCC) とインダクタを組み合わせてアンテナ振動器を形成することで,特定の無線周波数に調節することが可能です.5G インフラストラクチャのコンデンサは,プロトコルのより高い周波数に対応できる必要があります (図1).
RF通信分野におけるMLCCの適用
図1:MLCCはRF通信の分野で広く使用されています.エンジニアは5Gインフラストラクチャにおけるより高いRF電流を管理するためにコンデンサを慎重に選択する必要があります. (画像源:KEMET Corporate)
KEMET の HiQ CBR シリーズ コンデンサー (図2) は,その一つである.このシリーズ コンデンサーのコンデンタンスが 0.1 pF から 100 pF まで,1MHzから50GHzの周波数帯で過熱や容量特性を失うことなく長時間動作できるI級電解液を使用しているため,HiQ CBR電容器は,容量変化が ± 30ppm/°C未満で, -55°Cから+125°Cの温度範囲内で動作することができる.DC電圧範囲内 6.3Vから500V,このコンデンサターは老化せずに非常に安定したパフォーマンスを維持することができます.
KEMET HiQ CBR コンデンサ
図2: HiQ CBR コンデンサは,5Gインフラストラクチャで使用されるより高い周波数のために設計されたMLCCです.この表面マウントデバイス (SMD) は,基礎金属電導体とペアリングされたクラスIのセラミック電解体を使用します.そしてマットチーンで覆われた端蓋を備えています(写真源:ケメット株式会社)
HiQ CBRコンデンサターは,複数の層の基本金属電極から構成される (図3).電極材料は銅で,各電極層は分離され,セラミック材料で埋め込まれている.このセラミック素材は,C0G級の電解体である CaZrO3です金属端蓋は電極の電気接続部品として使用され,表面マウント装置 (SMD) を印刷回路板 (PCB) に溶接しやすくします.
内電極 MLCC 層,セラミック・ダイレクトリックを埋め込み
図3:MLCC (HiQ CBRシリーズ製品など) の内部電極層は,セラミック・ダイレクトリックに埋め込まれ,端端に金属接続があります. (画像源:KEMET Corporation)
HiQ CBRコンデンサターは材料と構造により,消耗因子 (DF) の対称である品質因子Qで表される低損失性能を有する.1 MHz ± 100 kHz と 1 の条件で 30 pF 以上の容量値を持つ HiQ CBR コンデンサを試験する際.0 ± 0.2 VRMS,そのQ値は1000以上またはそれと同等である.この製品シリーズの低容量値を持つコンデンサータでは,Q = 400 + 20C,ここでCは容量値である.
高周波 RF アプリケーション用の電子製品を設計する際,エンジニアは低等数回抗 (ESR) と低等数回誘導率 (ESL) のコンデンサも探しています,高い自己共鳴周波数 (SRF) を達成するのに役立ちます.SRFは,コンデンサが共鳴する周波数で,コンデンサが容量を失い,インダクタとして作用します.したがって SRF は動作周波数よりもはるかに高い必要がありますHiQ CBR コンデンサの SRF 範囲は 600 MHz (100 pF コンデンサ) から 12000 MHz (0.1 pF コンデンサ) までである.
HiQ CBRコンデンサターの端蓋はマットチンの処理を受け,標準印刷回路板に溶接することができる.このタイプのコンデンサには,0201 (0.2 "x 0.1"),0402 (0.4 "x 0.2"),0603 (0.6 "x 0.3"),および0805 (0.8 "x 0.5).これらのデバイスは鉛のない認証を通過し,RoHS規制に適合しています.
独特の性能特性と外側の寸法により,HiQ CBRシリーズのコンデンサは5Gセルラーベースステーション,通信ネットワーク,RF電源増幅器 (PA),無線ローカルエリアネットワーク (LAN)このコンデンサータシリーズは,DCブロック,フィルタリング,インピーダンスのマッチング,カップリング,バイパス.
干渉や信号騒音を減らすために 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磁気流の収束を向上させたり,3GHzから40GHzの5G周波数帯で電子機器が発生するノイズを削減したりします.