Répartiteur de puissance à cavité 698-3700 MHz, 500 W : distribution de signaux haute puissance pour les stations de base 5G

Pour les stations de base macro et les grands systèmes DAS qui doivent répartir des signaux de 500 W sur la bande 698-3 700 MHz, le répartiteur à cavité de MS TELERF surpasse les modèles à microbandes. Il utilise une structure à cavité à diélectrique d'air avec une perte d'insertion totale ≤ 5,2 dB (y compris une perte de répartition théorique de 3,0 dB), un PIM ≤ -150 dBc à 2 × 43 dBm et des connecteurs DIN 7/16. Fabriqué dans une usine singapourienne certifiée ISO, ce répartiteur a été déployé dans des projets tels que les lignes de transport ferroviaire urbain de Ningbo de China Tower, avec des milliers d’unités achetées en une seule commande.

Lorsque la puissance de sortie RRU atteint 500 W dans les macro-stations de base et les déploiements DAS de grande envergure, le répartiteur de puissance Ce choix a une incidence directe sur la qualité de la couverture et la fiabilité à long terme. Les diviseurs Wilkinson à microbandes rencontrent des difficultés au-delà de 200 W, en raison de la chaleur, de la dégradation due aux interférences PIM et de l’augmentation de la perte d’insertion. Les modèles à cavité résolvent ces problèmes grâce à aucune perte diélectrique, aucune résistance chauffante et dissipation thermique entièrement métallique. Cet article présente les principales caractéristiques techniques, les avantages de sa conception et les bonnes pratiques de déploiement de ce produit.

1. Résumé analytique

• De quoi s'agit-il ?: MS TELERF Répartiteur 500 W, 698-3700 MHz est un Diviseur de puissance à large bande à 2 voies, connecteur femelle DIN 7/16, de type à cavité. Conçue pour les stations de base macro à haute capacité et les grands réseaux DAS intérieurs/extérieurs, elle couvre toutes les bandes Sub-6 GHz, de la bande LTE à 700 MHz jusqu’à 3,7 GHz (y compris la bande 5G n78).
• Comment ça marche ?: Utilise un structure coaxiale à cavité avec l'air comme milieu de transmission. La puissance est répartie grâce à un usinage de précision. Contrairement aux conceptions Wilkinson à microbandes, les diviseurs à cavité ne comportent pas de résistance d'isolation : il n'y a donc ni échauffement par résistance, ni source de PIM non linéaire. L'absence de substrat diélectrique signifie qu'il n'y a ni perte diélectrique ni non-linéarité du matériau. Cela permet de conserver PIM ≤ -150 dBc même à 500 W.
• Pourquoi est-ce important ?: Les RRU macro délivrent des centaines de watts. Les grandes salles et les tunnels de métro nécessitent une puissance élevée pour alimenter les antennes distantes. Les répartiteurs microbandes d'une puissance supérieure à 200 W posent des problèmes de surchauffe, de pertes et d'interférences PIM. La structure à cavité est la seule option possible à 500 W — il assure à la fois la gestion thermique et la pureté du signal dans des environnements multiporteuses à haute puissance.

2. Présentation détaillée

2.1 Caractéristiques électriques principales

2.2 Principe de fonctionnement : cavité vs. Wilkinson à microbandes

Les diviseurs Wilkinson à microbandes reposent sur des lignes microbandes imprimées et des résistances d'isolation. À 500 W, la résistance génère une chaleur importante, les pertes diélectriques augmentent et les performances se dégradent. Les diviseurs à cavité utilisent un diélectrique : air + conducteur métallique structure :

• Aucune perte diélectrique: L'air présente un tanδ ≈ 0, ce qui est bien meilleur que le substrat en PCB (tanδ ≈ 0,002-0,005) — perte d'insertion plus faible
• Pas de résistance chauffante: L'absence de résistance d'isolement signifie qu'il n'y a pas de source de chaleur. La puissance admissible n'est pas limitée par la capacité thermique de la résistance.
• Construction entièrement métallique: La cavité en aluminium sert à la fois de blindage électromagnétique et de dissipateur thermique

Pourquoi 7/16 DIN ?: Les interfaces SMA et de type N présentent de petites surfaces de contact. À 500 W, la résistance de contact entraîne une élévation notable de la température et une dérive à long terme du PIM. La large bride de la norme DIN 7/16 offre une plus grande surface de contact et un couple d'accouplement plus élevé, garantissant ainsi une stabilité électrique à long terme. Il s'agit de l'interface standard sur les macro-stations de base destinées aux opérateurs.

2.3 Principaux avantages

1. Puissance admissible en mode continu (CW) : 500 W: La cavité en aluminium assure une dissipation efficace de la chaleur. Dans le cadre du projet de transport ferroviaire urbain de Ningbo, China Tower a acheté des milliers d'unités de cette même série pour les tunnels du métro et les grandes salles de spectacle — une fiabilité éprouvée dans le domaine de l'ingénierie.
2. Couverture 5G complète dans la bande inférieure à 6 GHz: La plage de fréquences 698-3700 MHz couvre toutes les bandes courantes, depuis les bandes basses LTE (bandes 12/13/14/17) jusqu’à la bande 5G n78 (3,3-3,8 GHz). Un seul appareil prend en charge Colocalisation 4G/5G et partage de bande entre plusieurs opérateurs — moins de références, des coûts de stock réduits.
3. PIM de niveau opérateur: ≤-150 dBc (≤-155 dBc sur certains modèles) garantit qu'à une puissance élevée de 3,5 GHz, les produits d'intermodulation n'empiètent pas sur les bandes de réception et ne provoquent pas de désensibilisation. Élément essentiel pour 256-QAM et 1024-QAM débits de données.
4. Qualité de fabrication conforme aux normes ISO à Singapour: Conçu, fabriqué et testé chez MS TELERF’s Site de Singapour certifié ISO 9001. Chaque unité est soumise à 100% : tests complets des paramètres (ROS, perte d'insertion et PIM) avant l'expédition.

3. Comparaison : diviseur à cavités vs diviseur Wilkinson à microbandes

4. Étapes de déploiement

Étape 1 : Vérifier l'alimentation du système et le budget de liaison

• Perte totale : répartiteur à 2 sorties ≤ 5,2 dB (3,0 dB théoriques + ≤ 2,2 dB d'excès). Avec une puissance d'entrée de 500 W, chaque sortie délivre environ 500 W/2 × 10^(-0,52) ≈ 150W
• Veillez à ce que la puissance d'entrée ne dépasse pas 500 W en moyenne.. Vérifier la puissance de crête (par exemple, les caractéristiques de rafale du TD-LTE)
• Marge ≥ 0,5 dB marge de perte pour les pertes au niveau des connecteurs et des câbles

Étape 2 : Vérifier les conditions environnementales

• Température de fonctionnement : -40℃ à +55℃
• Humidité relative : 5%-95%, adapté aux environnements à forte humidité, tant en extérieur que dans les tunnels
• Si un indice de protection plus élevé est nécessaire, vérifiez la conformité à la norme IP65

Étape 3 : Installez correctement les connecteurs

• Utilisation Câbles mâles DIN 7/16. Serrer au couple de serrage normalisé : 25 à 30 N·m
• Vérifiez la propreté des broches et des connecteurs. La poussière et l'oxydation augmentent les interférences PIM.
• Utilisez un clé dynamométrique — un couple insuffisant ou excessif entraîne tous deux une non-linéarité de contact

Étape 4 : Intégration au système

• Raccorder le port d'entrée à la RRU ou à une source d'alimentation haute puissance
• Raccorder les 2 sorties à des antennes ou à un réseau de distribution en aval
• Pour les installations en extérieur au sommet d'une tour, fixez la cavité verticalement pour le refroidissement par convection naturelle

Étape 5 : Vérification des performances

• Utiliser VNA sur 698-3700MHz pour vérifier que le rapport d'ondes stationnaires (ROS) est inférieur ou égal à 1,30
• Utilisez le testeur PIM à l'adresse 2 × 43 dBm pour vérifier que le PIM est inférieur ou égal à -150 dBc
• Consigner les données de référence à des fins d'entretien futur

5. Erreurs courantes

Erreur #1 : Utilisation d'un diviseur à microbande pour des applications à haute puissance

Certains ingénieurs utilisent un diviseur Wilkinson à microbandes d'une puissance nominale de 200 W dans des scénarios de macro-sites de 500 W afin de réduire les coûts ou d'utiliser le stock existant. La résistance d'isolement chauffe considérablement au-delà de 200 W, ce qui provoque une dérive, une dégradation des interférences PIM, voire une destruction. Même avec une puissance d’entrée de “ seulement ” 200 W, une température ambiante élevée ou un VSWR dégradé peuvent faire dépasser la puissance réfléchie la valeur nominale. Une puissance de 500 W nécessite un diviseur de cavité.

Erreur #2 : Ne pas tenir compte des spécifications de couple DIN 7/16

Les connecteurs DIN 7/16 nécessitent Couple de 25 à 30 N·m pour garantir une faible résistance de contact et la stabilité du PIM. L'utilisation d'une clé ordinaire entraîne souvent un couple insuffisant ou excessif, ce qui peut provoquer une non-linéarité du contact ou endommager le filetage. Une pratique correcte: utilisez un clé dynamométrique, respectez les spécifications et nettoyez l'interface avant de la raccorder.

6. FAQ

1. Pourquoi un diviseur de 500 W utilise-t-il une structure à cavité plutôt qu'une structure microband ?

Le modèle « Cavity » est le seul disponible en 500 W. Les diviseurs Wilkinson à microbandes comportent une résistance d’isolation et un substrat en circuit imprimé. À haute puissance, la résistance s’échauffe, les pertes diélectriques augmentent et les interférences PIM se détériorent. Les diviseurs à cavité utilisent l’air comme diélectrique et sont entièrement métalliques : pas de résistance chauffante, pas de pertes diélectriques. La cavité en aluminium fait office de dissipateur thermique, permettant une transmission en onde continue (CW) de 500 W. Les cahiers des charges de China Tower exigent explicitement une structure à cavité pour les diviseurs de 500 W.

2. Quelles sont les spécifications et les conditions de test du PIM ?

Un PIM typique est de ≤ -150 dBc à -155 dBc, testé à 2 × 43 dBm (20 W par porteuse) en onde continue (CW). Il s'agit de la condition de test de station de base standard du secteur, qui simule la puissance d'émission réelle d'un site macro. Les modèles haut de gamme peuvent être personnalisés pour -160 dBc.

3. Pourquoi un connecteur DIN 7/16 plutôt qu'un connecteur de type N ou SMA ?

La norme DIN 7/16 est conçue pour applications à forte puissance (plusieurs centaines de watts) avec une résistance de contact plus faible, un couple de couplage plus élevé et une meilleure stabilité PIM. L'élévation de température de type N due à la résistance de contact est plus marquée à 500 W. Le SMA n'est absolument pas adapté à cette classe de puissance. Le 7/16 DIN est devenu l'interface standard pour les macro-sites et les grands projets DAS.

4. Comment la chaleur est-elle dissipée sur la bande de fréquences 698-3 700 MHz à une puissance de 500 W ?

Le répartiteur utilise un cavité en aluminium de haute qualité — L'ensemble du boîtier métallique fait office de dissipateur thermique. À l'intérieur de la cavité, l'air servant de diélectrique ne présente aucune source de chaleur supplémentaire (pas de résistance d'isolement). La chaleur provient principalement des pertes dans les conducteurs (environ 0,5 à 11 TP7T de la puissance d'entrée). Pour une puissance d'entrée de 500 W, environ 2,5 à 5 W sont dissipés par convection naturelle à partir de la cavité en aluminium. Les performances restent stables entre -40 °C et +55 °C.

5. Ce produit a-t-il déjà été utilisé dans le cadre de projets concrets ?

Oui. China Tower a acheté des milliers d'unités de cette série de séparateurs à cavité de 500 W (comprenant des modèles à 2, 3 et 4 voies) pour Lignes 7 et 8 du métro de Ningbo, assurant la distribution du signal 5G/4G dans les tunnels du métro. Les quantités commandées par lot ont atteint plusieurs milliers d’unités, ce qui témoigne de la validation technique par les opérateurs.