Milimetru viļņu (mmWave) filtra tehnoloģija ir būtiska sastāvdaļa, lai nodrošinātu vispārēju 5G bezvadu sakaru izplatību, tomēr tā saskaras ar daudzām problēmām attiecībā uz fiziskajiem izmēriem, ražošanas pielaidēm un temperatūras stabilitāti.
Plaši izplatīto 5G bezvadu sakaru jomā nākotnes uzmanības centrā būs frekvenču virs 20 GHz izmantošana mmWave spektrā, lai palielinātu joslas platuma jaudu, galu galā palielinot pārraides ātrumu.
Ir labi zināms, ka milimetru viļņu signāliem to augsto frekvenču un ievērojamo ceļa zudumu dēļ ir nepieciešamas mazākas antenas. Šīs antenas ir sagrupētas kopā, veidojot šaura stara, augsta pastiprinājuma masīvu antenas.
Viena no galvenajām filtru konstrukcijas grūtībām ir pielāgošanās antenas izmēriem, īpaši augstfrekvences filtriem. Turklāt filtru ražošanas pielaides un temperatūras stabilitāte būtiski ietekmē visus produkta dizaina un ražošanas aspektus.
Izmēru ierobežojumi mmWave tehnoloģijā
Tradicionālajās antenu masīvu sistēmās atstarpei starp elementiem jābūt mazākai par pusi no viļņa garuma (λ/2), lai izvairītos no traucējumiem. Šis princips attiecas arī uz 5G staru kūļa formēšanas antenām. Piemēram, antenai, kas darbojas 28 GHz joslā, atstarpe starp elementiem ir aptuveni 5 mm. Līdz ar to masīva komponentiem jābūt ārkārtīgi maziem.
Fāzētie antenu bloki, ko izmanto mmWave lietojumos, bieži izmanto plaknes struktūras dizainu, kā parādīts zemāk, kur antenas (dzeltenās zonas) ir uzstādītas uz iespiedshēmas plates (PCB) (zaļās zonas), un shēmas plates (zilās zonas) var savienot perpendikulāri antenas platei.
Šajās shēmas platēs esošā vieta jau tā ir minimāla, taču jaunās tehnoloģijas pēta vēl kompaktākas, plakanas struktūras, kas nozīmē, ka filtriem un citiem shēmas blokiem jābūt ievērojami mazākiem, lai tos varētu uzstādīt tieši antenas shēmas plates aizmugurē.
Ražošanas pielaižu ietekme uz filtriem
Ņemot vērā mmWave filtru nozīmi, ražošanas pielaidēm ir izšķiroša nozīme, kas ietekmē gan filtra veiktspēju, gan izmaksas.
Lai sīkāk izpētītu šos faktorus, mēs salīdzinājām trīs atšķirīgas 26 GHz filtru ražošanas metodes:
Nākamajā tabulā ir norādītas tipiskās ražošanas procesā sastopamās galējās pielaides:
Tolerances ietekme uz PCB mikrostripu filtriem
Kā attēlots zemāk, ir parādīts mikrostripa filtra dizains.
Projektēšanas simulācijas līkne ir šāda:
Lai izpētītu tolerances ietekmi uz šo PCB mikrolentu filtru, tika izvēlētas astoņas potenciālās galējās tolerances, atklājot ievērojamas atšķirības.
Tolerances ietekme uz PCB sloksnes filtriem
Zemāk parādītais sloksnes filtra dizains ir septiņpakāpju struktūra ar 30 mil RO3003 dielektriskām plāksnēm augšpusē un apakšā.
Ripinājums ir mazāk stāvs, un taisnstūra koeficients ir zemāks par mikrostripas koeficientu, jo caurlaides joslas tuvumā nav nulles, kā rezultātā harmoniskā veiktspēja attālās frekvencēs ir neoptimāla.
Līdzīgi, tolerances analīze norāda uz labāku jutību salīdzinājumā ar mikrostripu līnijām.
Secinājums
Lai 5G bezvadu sakari sasniegtu lielāku ātrumu, ir nepieciešama mmWave filtra tehnoloģija, kas darbojas ar 20 GHz vai augstākām frekvencēm. Tomēr joprojām pastāv problēmas fizisko izmēru, tolerances stabilitātes un ražošanas sarežģītības ziņā.
Tādēļ rūpīgi jāapsver pielaižu ietekme uz konstrukcijām. Ir skaidrs, ka SMT filtriem ir lielāka stabilitāte nekā mikrolentu un lentes filtriem, kas liecina, ka SMT virsmas montāžas filtri varētu kļūt par galveno izvēli nākotnes mmWave sakariem.
Concept, renowned for its expertise in RF filter manufacturing, offers a comprehensive selection of filters tailored to meet the unique requirements of 5G solutions. As a professional Original Design Manufacturer (ODM) and Original Equipment Manufacturer (OEM), Concept provides an extensive RF filter list for reference, ensuring compatibility and optimal performance for diverse 5G applications. To explore the available options, please visit their website at www.concept-mw.com . For further inquiries or to discuss specific project needs, feel free to contact the sales team at sales@concept-mw.com.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 17. jūlijs