2018 में अपनी पदोन्नति के बाद से, 5 वीं पीढ़ी (5 जी) सेलुलर रेडियो फ्रीक्वेंसी (आरएफ) संचार प्रोटोकॉल ने व्यक्तिगत उपयोगकर्ताओं,औद्योगिक मशीनें, और क्लाउड कंप्यूटिंग सर्वर डेटा भेजते और प्राप्त करते हैं।तीसरी पीढ़ी की साझेदारी परियोजना (3GPP) ने 5G मानक विकसित किया है।, जो 10 Gbps की डेटा ट्रांसमिशन दर निर्दिष्ट करता है, जो पिछले 4G मानकों की तुलना में 10 से 100 गुना तेज है।इस मानक में प्रति इकाई क्षेत्र में बैंडविड्थ में 1000 गुना वृद्धि की भी आवश्यकता है ताकि क्षेत्र के भीतर जुड़े उपकरणों की संख्या में अधिकतम 100 गुना की वृद्धि हो सके।साथ ही, संगठन आधार स्टेशनों और जुड़े उपकरणों की ऊर्जा खपत को कम करते हुए 99.999% नेटवर्क उपलब्धता प्राप्त करने पर जोर देता है।
2025 के मध्य तक, दुनिया भर में 2.25 बिलियन से अधिक 5 जी कनेक्शन होंगे, जिनमें से उत्तरी अमेरिका में 182 मिलियन से अधिक होंगे। अब, नेटवर्क आर्किटेक्ट्स ने स्टैंडअलोन (एसए) उपकरणों पर अपना ध्यान केंद्रित किया है,जो केवल 5G आवृत्तियों और प्रोटोकॉल का समर्थन करते हैं, तेज अपलोड और डाउनलोड गति प्राप्त कर सकता है, और उन्नत औद्योगिक इंटरनेट ऑफ थिंग्स (IIoT) और मशीन टू मशीन (M2M) संचार का समर्थन कर सकता है, जिसमें नेटवर्क विलंबता 1 एमएस तक कम है।
5जी बुनियादी ढांचे के निर्माण के लिए नए उपकरणों के विकास ने सर्वव्यापी संधारित्र सहित विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक घटकों की मांग को प्रोत्साहित किया है।कैपेसिटर बहुमुखी उपकरण हैं जो अवांछित आवृत्तियों को फ़िल्टर कर सकते हैं और रेडियो आवृत्ति हस्तक्षेप को समाप्त कर सकते हैं, एंटीना को विनियमित करने के लिए इंडक्टर्स के साथ जोड़ी, वोल्टेज स्तर को स्थिर करने के लिए पावर रेल को अलग करें, और एंटीना कनेक्शन को संतुलित करें।इंजीनियरों को विशिष्ट प्रदर्शन को पूरा करने के लिए उपयुक्त कैपेसिटर चुनना चाहिएप्रत्येक आवेदन के आकार और लागत की आवश्यकताएं।
5जी एंटेना अनुप्रयोगों के लिए संधारित्र
5जी बुनियादी ढांचे के एंटेना उच्च आरएफ क्षेत्रों में तीन आवृत्ति बैंड का समर्थन करते हैंः 2 गीगाहर्ट्ज से नीचे की निम्न आवृत्ति बैंड, 2 गीगाहर्ट्ज और 6 गीगाहर्ट्ज के बीच की मध्य आवृत्ति बैंड,और 24 GHz और 100 GHz के बीच उच्च आवृत्ति बैंडएक एंटीना ऑसिलेटर बनाने के लिए इंडक्टर्स के साथ मल्टी-लेयर सिरेमिक कैपेसिटर (एमएलसीसी) को जोड़कर, विशिष्ट रेडियो आवृत्तियों पर ट्यून करना संभव है।5जी बुनियादी ढांचे के कैपेसिटर को प्रोटोकॉल की उच्च आवृत्तियों को संभालने में सक्षम होना चाहिए (चित्र 1).
आरएफ संचार क्षेत्र में एमएलसीसी का अनुप्रयोग
चित्र 1: एमएलसीसी का आरएफ संचार के क्षेत्र में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इंजीनियरों को 5 जी बुनियादी ढांचे में उच्च आरएफ धाराओं को प्रबंधित करने के लिए सावधानीपूर्वक कैपेसिटर का चयन करना चाहिए। (छवि स्रोतः केएमईटी कॉर्पोरेट)
KEMET के HiQ CBR सीरीज के कैपेसिटर (चित्र 2) उनमें से एक हैं। इस सीरीज के कैपेसिटर की कैपेसिटेंस 0.1 pF से 100 pF तक होती है,और 1 मेगाहर्ट्ज से 50 गीगाहर्ट्ज तक की आवृत्ति सीमा में अधिक गर्मी या क्षमता विशेषताओं को खोने के बिना लंबे समय तक काम कर सकते हैंकक्षा I डायलेक्ट्रिक के उपयोग के कारण, HiQ CBR कैपेसिटर ± 30 ppm/°C से कम कैपेसिटेंस परिवर्तन के साथ -55 °C से +125 °C के तापमान सीमा के भीतर काम कर सकते हैं।6 के बराबर वोल्टेज रेंज के भीतर.3V से 500V तक, यह संधारित्र बिना उम्र बढ़ने के बहुत स्थिर प्रदर्शन भी बनाए रख सकता है।
KEMET HiQ सीबीआर कैपेसिटर
चित्र 2: HiQ CBR कैपेसिटर 5G बुनियादी ढांचे में उपयोग की जाने वाली उच्च आवृत्तियों के लिए डिज़ाइन किए गए MLCC हैं। यह सतह माउंट डिवाइस (SMD) कक्षा I सिरेमिक डाईलेक्ट्रिक का उपयोग करता है, जो बेसिक धातु कंडक्टरों के साथ जोड़ा जाता है,और मैट टिन लेपित अंत टोपी है. (चित्र स्रोत: केएमईटी निगम)
HiQ सीबीआर कैपेसिटर बेसिक धातु इलेक्ट्रोड की कई परतों से बने होते हैं (चित्र 3) इलेक्ट्रोड सामग्री तांबा है, और प्रत्येक इलेक्ट्रोड परत को अलग किया जाता है और सिरेमिक सामग्री के साथ एम्बेडेड किया जाता है।यहाँ सिरेमिक सामग्री कक्षा I C0G dielectric CaZrO3 हैधातु के अंत टोपी का उपयोग इलेक्ट्रोड के लिए विद्युत कनेक्शन भाग के रूप में किया जाता है, जिससे सतह माउंट डिवाइस (एसएमडी) को प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (पीसीबी) पर सोल्ड करना आसान हो जाता है।
आंतरिक इलेक्ट्रोड MLCC परत सिरेमिक डाइलेक्ट्रिक के साथ एम्बेडेड
चित्र 3: MLCC (जैसे HiQ CBR श्रृंखला के उत्पादों) की आंतरिक इलेक्ट्रोड परत सिरेमिक डाईलेक्ट्रिक में एम्बेडेड है, जिसमें अंत टोपी पर धातु कनेक्शन हैं। (छवि स्रोतः KEMET Corporation)
अपनी सामग्री और संरचना के लिए धन्यवाद, HiQ CBR कैपेसिटर में कम हानि प्रदर्शन है, जो गुणवत्ता कारक Q द्वारा दर्शाया गया है, जो फैलाव कारक (डीएफ) के विपरीत है।1 मेगाहर्ट्ज़ ± 100 केएचजेड और 1 केएचजेड की स्थितियों में 30 पीएफ या उससे अधिक क्षमता मूल्य के साथ HiQ सीबीआर कैपेसिटरों का परीक्षण करते समय.0 ± 0.2 वीआरएमएस, उनका क्यू मान 1000 से अधिक या उसके बराबर है। इस उत्पाद श्रृंखला में कम क्षमता मान वाले कैपेसिटर के लिए, क्यू = 400 + 20C, जहां सी क्षमता मान है।
उच्च आवृत्ति आरएफ अनुप्रयोगों के लिए इलेक्ट्रॉनिक उत्पादों को डिजाइन करते समय, इंजीनियर कम समकक्ष श्रृंखला प्रतिरोध (ईएसआर) और कम समकक्ष श्रृंखला प्रेरण (ईएसएल) वाले कैपेसिटर की भी तलाश करते हैं,जो उच्च स्वयं अनुनाद आवृत्ति (एसआरएफ) प्राप्त करने में मदद कर सकता है। एसआरएफ वह आवृत्ति है जिस पर एक संधारित्र अनुनाद करता है, जिससे यह क्षमता खो देता है और एक प्रेरक के रूप में कार्य करता है,इसलिए SRF ऑपरेटिंग आवृत्ति से बहुत अधिक होना चाहिएHiQ CBR कैपेसिटरों की SRF रेंज 600 मेगाहर्ट्ज (100 पीएफ कैपेसिटर) से 12000 मेगाहर्ट्ज (0.1 पीएफ कैपेसिटर) तक है।
HiQ सीबीआर कैपेसिटर के अंत टोपी मैट टिन के साथ इलाज कर रहे हैं और मानक मुद्रित सर्किट बोर्ड पर मिलाया जा सकता है। इस प्रकार के कैपेसिटर में 0201 (0.2 "x 0.1"),0402 (0.4 "x 0.2"), 0603 (0.6 "x 0.3"), और 0805 (0.8 "x 0.5") इन उपकरणों ने सीसा मुक्त प्रमाणन पारित किया है और RoHS नियमों का अनुपालन करते हैं।
अपनी अनूठी प्रदर्शन विशेषताओं और बाहरी आयामों के साथ, HiQ CBR श्रृंखला कैपेसिटर 5G सेलुलर बेस स्टेशनों, संचार नेटवर्क, आरएफ पावर एम्पलीफायर (पीए),वायरलेस लोकल एरिया नेटवर्क (LAN), ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम (जीपीएस) नेटवर्क, और ब्लूटूथ संचार। कैपेसिटर की इस श्रृंखला का उपयोग सिग्नल प्रोसेसिंग जैसे डीसी ब्लॉक, फिल्टरिंग, प्रतिबाधा मिलान, युग्मन,और बायपास.
हस्तक्षेप और संकेत शोर को कम करने के लिए, 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, चुंबकीय प्रवाह अभिसरण में सुधार, या 3 GHz से 40 GHz के 5G आवृत्ति रेंज में इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों द्वारा उत्पन्न शोर को कम करें।