Milimetru viļņu (MMWave) filtru tehnoloģija ir būtiska sastāvdaļa, lai nodrošinātu 5G bezvadu komunikāciju, tomēr tā saskaras ar daudzām problēmām fizisko izmēru, ražošanas pielaides un temperatūras stabilitātes ziņā.
Galvenās 5G bezvadu komunikācijas jomā turpmākā uzmanība tiks pievērsta frekvenču izmantošanai virs 20 GHz MMWave spektrā, lai palielinātu joslas platuma ietilpību, galu galā palielinot pārraides ātrumu.
Ir labi zināms, ka to augsto frekvenču un ievērojamā ceļa zuduma dēļ MMWave signāliem ir nepieciešamas mazākas antenas. Šīs antenas ir sagrupētas kopā, lai veidotu šauras staru, ar augstu ieguvumu masīva antenām.
Viena no galvenajām filtru dizaina grūtībām ir pielāgošanās antenas izmēriem, īpaši augstfrekvences filtriem. Turklāt filtru ražošanas pielaides un temperatūras stabilitāte būtiski ietekmē katru produktu projektēšanas un ražošanas aspektu.
Lieluma ierobežojumi MMWave tehnoloģijā
Tradicionālajās antenu masīvu sistēmās atstatumam starp elementiem jābūt mazākam par pusi no viļņa garuma (λ/2), lai izvairītos no traucējumiem. Šis princips vienādi attiecas uz 5G staru formas antenām. Piemēram, antenai, kas darbojas 28 GHz joslā, elementa atstatums ir aptuveni 5 mm.
MMWave lietojumprogrammās izmantotie pakāpeniski masīvi bieži izmanto plakano struktūras dizainu, kā parādīts zemāk, kur antenas (dzeltenās zonas) ir uzstādītas uz iespiestām shēmas platēm (PCB) (zaļās zonas), un ķēdes plates (zilās zonas) var savienot perpendikuratīvi ar antenas plati.
Telpa uz šīm shēmas platēm jau ir minimāla, bet jaunās tehnoloģijas pēta vēl kompaktākas plakanas struktūras, kas nozīmē, ka filtriem un citiem ķēdes blokiem jābūt ievērojami mazākiem, lai tos uzstādītu tieši antenas PCB aizmugurē.
Ražošanas pielaides uz filtriem
Ņemot vērā MMWave filtru nozīmi, ražošanas pielaides ir galvenā loma, ietekmējot gan filtra veiktspēju, gan izmaksas.
Lai sīkāk izpētītu šos faktorus, mēs salīdzinājām trīs atšķirīgas 26 GHz filtru ražošanas metodes:
Šajā tabulā ir aprakstītas tipiskas ekstrēmas pielaides, kas sastopamas ražošanā:
Tolerances ietekme uz PCB mikrostrip filtriem
Kā parādīts zemāk, tiek demonstrēts mikrostrip filtra dizains.
Dizaina simulācijas līkne ir šāda:
Lai izpētītu tolerances ietekmi uz šo PCB mikrostrupa filtru, tika izvēlētas astoņas iespējamās ārkārtas pielaides, atklājot ievērojamas atšķirības.
Tolerances ietekme uz PCB Stripline filtriem
Zemāk parādītais svītras līnijas filtra dizains ir septiņu pakāpju struktūra ar 30 MIL RO3003 dielektriskiem dēļiem augšpusē un apakšā.
Atlaišana ir mazāk stāva, un taisnstūrveida koeficients ir zemāks nekā mikrostripa, jo nav nulles pie caurlaides joslas, kā rezultātā suboptimālas harmoniskas veiktspējas rodas tālās frekvencēs.
Līdzīgi tolerances analīze norāda uz labāku jutīgumu salīdzinājumā ar mikrostrip līnijām.
Secinājums
5G bezvadu komunikācijai, lai sasniegtu ātrāku ātrumu, obligāti ir MMWave filtru tehnoloģija, kas darbojas ar 20 GHz vai augstākas frekvences. Tomēr izaicinājumi joprojām pastāv attiecībā uz fizisko dimensiju, tolerances stabilitāti un ražošanas sarežģītību.
Tādējādi ir rūpīgi jāapsver pielaides ietekme uz dizainu. Ir acīmredzams, ka SMT filtriem ir lielāka stabilitāte nekā mikrostrip un svītrainas filtri, kas liek domāt, ka SMT virsmas stiprinājuma filtri var parādīties kā galvenā izvēle turpmākai MMWave Communications.
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.
Pasta laiks: jūlijs-17-2024