5G NR V2X主导下车载资通讯系统的静电保护方案
amazingic晶焱科技：5g nr v2x主导下 车载资通讯系统的静电保护方案由授权一级代理分销商koyuelec光与电子 0755-82574660 82542001提供方案应用，欢迎硬件研发联系，提供原厂技术支持应用。
车载资通讯系统是整个车联网的连线终端，提供车内各式资讯、并担任对外通讯的管道。 2020年，3gpp将5g nr v2x（5g new-radio vehicle to everything）纳入标准后[1]，其在车载资通讯系统中的采用率逐年提升，此创新技术具有低延迟时间、覆盖范围广等特点，将主导未来车联网的发展。 5g nr v2x的实施需要更多的天线来实现车联网通讯，包括在车辆之间进行直接通讯（v2v）、与基础交通设施连接（v2i）以及与行人进行通讯（v2p）；5g nr v2x天线能够即时地接收资讯，让车辆马上针对周遭路况做出反应，此优势将大幅降低自动驾驶事故的发生率，达成真正的智慧交通。
天线中的esd事件
然而，若5g nr v2x天线遇上esd（electrostatic discharge）事件，智慧交通可能就一点也不「智慧」了。 esd可能导致天线模组被干扰、讯号衰减、通讯中断或降低数据传输速率，甚至使天线模组完全故障，从而影响车联网的安全性与效率。
天线本身是金属材料制成，当然不太可能会被esd打坏，但当esd的能量过大时，可能会对「天线模组中的rfic」造成影响。某些rfic就对esd相当敏感；应用在5g毫米波频段之rfic，会采用应用频率较广的gaas场效电晶体（gaas field-effect transistor），比起以矽为原料做成的电晶体， gaas场效电晶体对于esd的耐受度较差[2]。由此可知rf制程ic相对于一般类比ic更容易遭受esd能量的破坏，而在天线的rfic部件当中，就属收发器为最关键，若是被esd损毁，可能造成电路功能异常，导致天线失效。
天线的静电保护方案
为了使天线模组中的元件免于esd破坏，晶焱科技开发了可以使用于5g天线的tvs（transient voltage suppressor）az9817-01f、az9568-01f、az9565-01f。放置于天线的tvs须符合特定条件；（1）工作电压：如图一所示，在设计上须选择恰当工作电压之tvs，以确保接收器能接收到完整功率的讯号，使其峰值电压不受tvs钳制所影响；表一中tvs之工作电压分别为17 v/ 8 v/ 5 v，可依天线之发射功率来做工作电压的挑选。另外应用于天线的tvs元件须为双向，原因同上；（2）寄生电容：tvs的寄生电容会导致天线谐振频率的损失与变化[3]，az9568-01f之寄生电容低至0.4 pf，同时也能减少造成阻抗不匹配、导致讯号失真的影响。
az9568-01f 通过aec-q101可靠度验证，可放心使用在车载应用上。另外，其iec 61000-4-2 esd耐受度高达30 kv，于8 kv esd下钳制电压为20 v，能在不影响天线运作的情况中提供最好的保护。
tvs pn capacitance
(typical) vrwm
(reverse stand-off voltage) vclamp
@tlp=16a esd contact/air size(l) size(w) size(h)
az9565-01f 0.45pf 5v 20v 12kv/15kv 1.0mm 0.6mm 0.53mm
az9568-01f 0.4pf 8v 20v 30kv/30kv 1.0mm 0.6mm 0.5mm
az9817-01f 0.4pf 17v 38v 10kv/15kv 1.0mm 0.6mm 0.5mm
表一、天线的esd保护元件列表。
在车联网实施全面的静电防护措施相当重要；车载资通讯系统身为车联网中的关键角色，随着自驾车技术兴起，更是攸关安全性。天线模组为车载资通讯系统向外沟通的桥梁，本文记载天线模组的静电保护解决方案，以提供车载资通讯系统关键部件更完善的防护。
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然而，若5g nr v2x天线遇上esd（electrostatic discharge）事件，智慧交通可能就一点也不「智慧」了。 esd可能导致天线模组被干扰、讯号衰减、通讯中断或降低数据传输速率，甚至使天线模组完全故障，从而影响车联网的安全性与效率。
天线本身是金属材料制成，当然不太可能会被esd打坏，但当esd的能量过大时，可能会对「天线模组中的rfic」造成影响。某些rfic就对esd相当敏感；应用在5g毫米波频段之rfic，会采用应用频率较广的gaas场效电晶体（gaas field-effect transistor），比起以矽为原料做成的电晶体， gaas场效电晶体对于esd的耐受度较差[2]。由此可知rf制程ic相对于一般类比ic更容易遭受esd能量的破坏，而在天线的rfic部件当中，就属收发器为最关键，若是被esd损毁，可能造成电路功能异常，导致天线失效。
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为了使天线模组中的元件免于esd破坏，晶焱科技开发了可以使用于5g天线的tvs（transient voltage suppressor）az9817-01f、az9568-01f、az9565-01f。放置于天线的tvs须符合特定条件；（1）工作电压：如图一所示，在设计上须选择恰当工作电压之tvs，以确保接收器能接收到完整功率的讯号，使其峰值电压不受tvs钳制所影响；表一中tvs之工作电压分别为17 v/ 8 v/ 5 v，可依天线之发射功率来做工作电压的挑选。另外应用于天线的tvs元件须为双向，原因同上；（2）寄生电容：tvs的寄生电容会导致天线谐振频率的损失与变化[3]，az9568-01f之寄生电容低至0.4 pf，同时也能减少造成阻抗不匹配、导致讯号失真的影响。
az9568-01f 通过aec-q101可靠度验证，可放心使用在车载应用上。另外，其iec 61000-4-2 esd耐受度高达30 kv，于8 kv esd下钳制电压为20 v，能在不影响天线运作的情况中提供最好的保护。
tvs pn capacitance
(typical) vrwm
(reverse stand-off voltage) vclamp
@tlp=16a esd contact/air size(l) size(w) size(h)
az9565-01f 0.45pf 5v 20v 12kv/15kv 1.0mm 0.6mm 0.53mm
az9568-01f 0.4pf 8v 20v 30kv/30kv 1.0mm 0.6mm 0.5mm
az9817-01f 0.4pf 17v 38v 10kv/15kv 1.0mm 0.6mm 0.5mm
表一、天线的esd保护元件列表。
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