小型化之路，莫仕应对5G普及的到来
5G基础设施的首次大规模部署始于2019年，与此同时业界也发布了携带5G功能的手机。尽管大规模推出真正的毫米波5G这一进程发展缓慢，但一些最大的无线元器件制造商已经提供支持 Sub-6 GHz和毫米波接入的产品。根据预计，用户将更多地访问毫米波频谱，因此厂家将专注于推出双波段运行的部件，以支持低、中和高频5G网络。
当前，5G趋于采用越来越高的工作频率，以实现更高的数据速率和更低的延迟。面对更高的频率带来的设计挑战，系统设计师和产品设计师只能采用更专业的部件来应对。
在更高频率下运行的设备会有更大的信号损失，因此设计人员可能需要重新设计与5G信号交互的任何器件。连接器、天线、电缆和外壳都是可以与接收或发射5G 信号交互的器件。部署的4G系统中通常使用的器件和材料并不总能兼容5G基础设施和设备中采用的更高频率。
推动设计小型化的一些主要因素包括:
- 高频天线阵列需要采用更高的天线密度
- 5G连接需要更大的电池容量，因此需要更大实物尺寸的电池，这会占用设备中更多的空间，因此需要器件的小型化
- 出现射频组件的替代封装策略和材料
- 对支持 5G 的设备具有更高特性密度的需求
在这些更广泛的议题中，系统层面的小型化在哪里发生呢？
01 天线阵列
对于元器件制造商而言，支持毫米波的天线阵列需要更小的器件。这对系统/产品设计人员来说是有益的，因为这些器件将腾出电路板上的空间用于其它器件。
支持5G的手机中使用的天线阵列通常是2×2贴片天线阵列。由于这些阵列的尺寸更小， 制造商在制造用于毫米波范围的元器件时需要采取增材方法。使用更低介电常数 （DK）/更低损耗的材料可以超越制造限制。不过，最终5G/6G天线阵列将达到制造极限，因为在该极限以外无法使用标准和增材加工进行可靠制造。
02 板对板和软排线对线连接器
为了适应PCB的尺寸和相关的工作频率（数据和射频），业界不得不使用较小的板对板/软排线对板连接器。这是这方面小型化的主要驱动因素。更小的连接器则需要可确保信号完整性的更小的焊盘模式，因此在组件中将有更多的空间供元器件和电池使用。这些系统可能使用端子间距小于0.5毫米的焊盘，需要在毫米波范围内工作，但到PCB基底的信号不得出现损失。
5G系统中出现的另一个挑战是无源互调（PIM），它会干扰使用载波聚合式无线系统中的数据传输。事实上，无源互调有时被称为“生锈螺栓效应”。连接器也可以是PIM的来源，载波频率附近的少量PIM足以产生降低数据传输速率的错误。
一些较小的或定制连接器可以提供较低的PIM值，该情况对于以较高频率运行的系统至 关重要。毫米波的信号损失（丢包率）增加，系统的链路效能变低，系统允许的PIM规范值也就越低。因此，为了减少发生PIM的机会，可能需要更小尺寸的连接器和电缆组件。
04 小型元器件和其他规范
为什么5G设计师选择莫仕？
RF隔离器和环行器
Molex的射频隔离器和环行器产品有嵌入式、表贴式、集成式及波导类别，提供 6,000 多种产品，频率范围从 380 MHz 到 40 GHz ，可以为匹配客户的机械、电气和操作参数而专门定制。其中高性能小体积7mm环行器，最低做到1.8GHZ。
▲7mm Circulators环形器
02. 5G mmWave RF Flex-to Board，5G25系列
Molex莫仕 Flex-to-Board RF 5G25连接器系列采用节省空间的解决方案，支持高速数据传输，并能适应各种严苛环境。尺寸小巧的5G25具有0.35mm的信号间距，匹配的载体高度仅为0.6mm，载体宽度仅为2.5mm，长度为3.6mm，为升级的印刷电路板（PWB）提供了设计灵活性。此外，通过使用5G25连接器，RF天线和移动设备设计工程师能将RF和非RF信号整合，从而减少连接器数量，不仅节约设计空间，也节省了成本。
▲5G25系列连接器