Divisor de potencia de cavidad de 698-3700 MHz y 500 W: distribución de señal de alta potencia para estaciones base 5G

En el caso de las estaciones base macro y los grandes sistemas DAS que necesitan dividir señales de 500 W en la banda de 698-3700 MHz, el divisor de cavidad de MS TELERF ofrece un rendimiento superior al de los diseños de microcinta. Utiliza una estructura de cavidad con dieléctrico de aire con una pérdida de inserción total ≤5,2 dB (incluida una pérdida teórica de división de 3,0 dB), PIM ≤-150 dBc a 2×43 dBm y conectores DIN de 7/16. Fabricado en una planta de Singapur con certificación ISO, este divisor se ha utilizado en proyectos como las líneas de transporte ferroviario de Ningbo de China Tower, con miles de unidades adquiridas en un solo pedido.

Cuando la potencia de salida de la RRU alcanza los 500 W en estaciones base macro y en grandes despliegues de DAS, el divisor de potencia Esta elección influye directamente en la calidad de la cobertura y en la fiabilidad a largo plazo. Los divisores Wilkinson de microcinta tienen dificultades a partir de los 200 W debido al calor, la degradación de la PIM y el aumento de la pérdida de inserción. Los diseños de cavidad resuelven estos problemas con sin pérdidas dieléctricas, sin resistencia de calentamiento y disipación del calor totalmente metálica. Este artículo aborda las especificaciones clave, las ventajas de diseño y las prácticas de implementación de este producto.

1. Resumen ejecutivo

• Qué es: MS TELERF Divisor de 698-3700 MHz y 500 W es un Divisor de potencia de banda ancha de 2 vías, con conector hembra DIN de 7/16, tipo cavidad. Diseñado para estaciones base macro de alta capacidad y sistemas DAS de gran envergadura, tanto en interiores como en exteriores, cubre todas las bandas Sub-6 GHz, desde los 700 MHz de LTE hasta los 3,7 GHz (incluida la banda 5G n78).
• Cómo funciona: Utiliza un estructura coaxial con cavidad utilizando el aire como medio de transmisión. La potencia se divide mediante un mecanizado de precisión. A diferencia de los diseños Wilkinson de microcinta, los divisores de cavidad no tienen resistencia de aislamiento, por lo que no se produce calentamiento resistivo ni fuentes de PIM no lineales. Al no haber sustrato dieléctrico, no hay pérdidas dieléctricas ni no linealidad del material. Esto mantiene PIM ≤ -150 dBc incluso a 500 W.
• Por qué es importante: Las RRU macro generan cientos de vatios. Los grandes recintos y los túneles de metro necesitan una potencia elevada para alimentar las antenas remotas. Los divisores de microcinta de más de 200 W presentan problemas de calentamiento, pérdidas y PIM. La estructura de cavidad es la única opción a 500 W — se encarga tanto de la gestión térmica como de la pureza de la señal en entornos de alta potencia con múltiples portadoras.

2. Descripción detallada

2.1 Especificaciones eléctricas principales

2.2 Cómo funciona: Cavidad frente a microcinta de Wilkinson

Los divisores Wilkinson de microcinta se basan en líneas de microcinta de placas de circuito impreso (PCB) y resistencias de aislamiento. A 500 W, la resistencia genera un calor considerable, aumentan las pérdidas dieléctricas y se producen desviaciones en el rendimiento. Los divisores de cavidad utilizan un dieléctrico de aire + conductor metálico estructura:

• Sin pérdidas dieléctricas: El aire tiene un tanδ ≈ 0, un valor mucho mejor que el del sustrato de PCB (tanδ ≈ 0,002-0,005), lo que se traduce en una menor pérdida de inserción
• Sin resistencia de calentamiento: La ausencia de una resistencia de aislamiento implica que no hay fuente de calor. La potencia admisible no está limitada por la capacidad térmica de la resistencia
• Estructura totalmente metálica: La cavidad de aluminio actúa tanto como blindaje electromagnético como disipador de calor

¿Por qué 7/16 DIN?: Los tipos SMA y N tienen áreas de contacto reducidas. A 500 W, la resistencia de contacto provoca un aumento notable de la temperatura y una deriva a largo plazo del PIM. La amplia brida del conector 7/16 DIN ofrece una mayor área de contacto y un mayor par de acoplamiento, lo que garantiza la estabilidad eléctrica a largo plazo. Es la interfaz estándar en las macroestaciones base de nivel de operador.

2.3 Ventajas principales

1. Potencia de onda continua (CW) de 500 W: La cavidad de aluminio disipa el calor de forma eficaz. El proyecto de transporte ferroviario de Ningbo de China Tower adquirió miles de unidades de esta misma serie para túneles de metro y grandes recintos — fiabilidad demostrada en la ingeniería real.
2. Cobertura completa de 5G en la banda Sub-6 GHz: El rango de 698-3700 MHz abarca todas las bandas principales, desde la banda baja de LTE (bandas 12, 13, 14 y 17) hasta la banda n78 de 5G (3,3-3,8 GHz). Un solo dispositivo es compatible con Colocación conjunta de 4G/5G y compartición de banda entre varios operadores — Menos referencias, menor coste de inventario.
3. PIM de nivel de operador: ≤-150 dBc (≤-155 dBc en algunos modelos) garantiza que, a 3,5 GHz de alta potencia, los productos de intermodulación no entren en las bandas de recepción y provoquen desensibilización. Es fundamental para 256-QAM y 1024-QAM velocidades de transmisión de datos.
4. Calidad de fábrica conforme a la norma ISO de Singapur: Diseñado, fabricado y probado en las instalaciones de MS TELERF Planta de Singapur con certificación ISO 9001. Cada unidad se somete a 100%: Pruebas completas de parámetros: VSWR, pérdida de inserción y PIM antes del envío.

3. Comparación: divisor de cavidades frente a divisor Wilkinson de microcinta

4. Pasos para la implementación

Paso 1: Comprobar la potencia del sistema y el presupuesto de enlace

• Pérdida total: divisor de dos vías ≤5,2 dB (3,0 dB teóricos + ≤2,2 dB de exceso). Con una potencia de entrada de 500 W, cada salida proporciona aproximadamente 500 W/2 × 10^(-0,52) ≈ 150W
• Asegúrate de que la potencia de entrada no supere los 500 W de potencia media nominal.. Comprobar la potencia máxima (por ejemplo, las características de ráfaga de TD-LTE)
• Reserva ≥0,5 dB margen de pérdidas para las pérdidas en los conectores y los cables

Paso 2: Comprobar las condiciones ambientales

• Temperatura de funcionamiento: -40℃ a +55℃
• Humedad relativa: 5%-95%; apto para entornos con alta humedad, tanto en exteriores como en túneles
• Si se requiere un mayor grado de protección contra la entrada de agua y polvo, comprueba que cumpla con la norma IP65.

Paso 3: Instalar los conectores correctamente

• Uso Cables con conector macho DIN de 7/16. Apriete al par de apriete estándar: 25-30 N·m
• Comprueba que las clavijas y los conectores estén limpios. El polvo y la oxidación aumentan las interferencias PIM.
• Utiliza un llave dinamométrica — Tanto un par insuficiente como un par excesivo provocan no linealidad en el contacto

Paso 4: Integración del sistema

• Conecta el puerto de entrada a la RRU o a una fuente de alta potencia
• Conecta las 2 salidas a las antenas o al sistema de distribución posterior
• Para instalaciones en exteriores en lo alto de una torre, monta la cavidad verticalmente para la refrigeración por convección natural

Paso 5: Verificación del rendimiento

• Utiliza VNA en todo 698-3700 MHz para comprobar que la relación de onda estacionaria (VSWR) sea ≤ 1,30
• Utiliza el comprobador PIM en 2 × 43 dBm para verificar que el PIM sea ≤ -150 dBc
• Registrar los datos de referencia para utilizarlos como base en futuras tareas de mantenimiento

5. Errores habituales

Error #1: Utilizar un divisor de microcinta para aplicaciones de alta potencia

Algunos ingenieros utilizan un divisor Wilkinson de microcinta con una potencia nominal de 200 W en instalaciones de gran envergadura de 500 W para ahorrar costes o aprovechar el stock disponible. La resistencia de aislamiento se calienta considerablemente por encima de los 200 W, lo que provoca desviaciones, un empeoramiento de las interferencias PIM o incluso que se queme. Incluso con “solo” 200 W de potencia de entrada, una temperatura ambiente elevada o una relación de onda estacionaria (VSWR) degradada pueden hacer que la potencia reflejada supere la potencia nominal. Para 500 W se necesita un divisor de cavidad.

Error #2: No tener en cuenta las especificaciones de par de apriete DIN 7/16

Los conectores DIN de 7/16 requieren Par de 25-30 N·m para garantizar una baja resistencia de contacto y la estabilidad del PIM. El uso de una llave normal suele provocar un par de apriete insuficiente o excesivo, lo que da lugar a una no linealidad del contacto o a que se dañen las roscas. Práctica correcta: utiliza un llave dinamométrica, sigue las instrucciones y limpia la interfaz antes de conectarla.

6. Preguntas frecuentes

1. ¿Por qué un divisor de 500 W utiliza una estructura de cavidad en lugar de una microcinta?

Cavity es la única opción a 500 W. Los divisores Wilkinson de microcinta cuentan con una resistencia de aislamiento y un sustrato de placa de circuito impreso. A alta potencia, la resistencia se calienta, aumentan las pérdidas dieléctricas y se degrada el PIM. Los divisores de cavidad utilizan aire como dieléctrico y una estructura totalmente metálica: sin resistencia de calentamiento ni pérdidas dieléctricas. La cavidad de aluminio actúa como disipador de calor, lo que permite una transmisión en onda continua (CW) de 500 W. Los pliegos de condiciones de China Tower exigen explícitamente una estructura de cavidad para los divisores de 500 W.

2. ¿En qué consisten las especificaciones y las condiciones de prueba del PIM?

Un PIM típico es de ≤-150 dBc a -155 dBc, probado en 2 × 43 dBm (20 W por portadora) en onda continua (CW). Se trata de la condición de prueba estándar del sector para estaciones base, que simula la potencia de transmisión real de una estación macro. Los modelos de altas prestaciones pueden personalizarse para -160 dBc.

3. ¿Por qué 7/16 DIN en lugar de tipo N o SMA?

El tamaño 7/16 DIN está diseñado para aplicaciones de alta potencia (cientos de vatios) con menor resistencia de contacto, mayor par de acoplamiento y mayor estabilidad PIM. El aumento de temperatura del tipo N debido a la resistencia de contacto es más notable a 500 W. El conector SMA no es adecuado en absoluto para esta clase de potencia. El conector 7/16 DIN se ha convertido en la interfaz estándar para emplazamientos de gran envergadura y grandes proyectos de DAS.

4. ¿Cómo se disipa el calor en el rango de 698-3700 MHz a 500 W?

El divisor utiliza un cavidad de aluminio de alta calidad — Toda la carcasa metálica actúa como disipador térmico. En el interior de la cavidad, el dieléctrico de aire no tiene ninguna fuente de calor adicional (no hay resistencia de aislamiento). El calor proviene principalmente de las pérdidas en los conductores (aproximadamente entre 0,5 y 11 TP7T de la potencia de entrada). Con una potencia de entrada de 500 W, se disipan entre 2,5 y 5 W mediante convección natural desde la cavidad de aluminio. El rendimiento se mantiene estable en un rango de temperaturas de entre -40 ℃ y +55 ℃.

5. ¿Se ha utilizado este producto en proyectos reales?

Sí. China Tower adquirió miles de unidades de esta serie de divisores de cavidad de 500 W (incluidos modelos de 2, 3 y 4 vías) para Líneas 7 y 8 del metro de Ningbo, que abarcaba la distribución de la señal 5G/4G en los túneles del metro. Las cantidades por pedido alcanzaron los miles, lo que demuestra la validación técnica a nivel de operador.