Millimeeterlaine (mmWave) filtritehnoloogia on 5G traadita side peavoolu võimaldamise oluline komponent, kuid see seisab silmitsi arvukate väljakutsetega füüsiliste mõõtmete, tootmistolerantside ja temperatuuri stabiilsuse osas.
Peavoolu 5G traadita side valdkonnas nihkub tulevikus fookus millimeetrilaine spektris üle 20 GHz sageduste kasutamisele ribalaiuse läbilaskevõime suurendamiseks, mis lõppkokkuvõttes kiirendab edastuskiirust.
On hästi teada, et millimeetrilainete signaalide kõrgete sageduste ja märkimisväärse levikadu tõttu on vaja väiksemaid antenne. Need antennid on rühmitatud kitsakiireliste ja suure võimendusega massiivantennideks.
Üks peamisi raskusi filtrite disainimisel seisneb antenni mõõtmetega kohanemises, eriti kõrgsagedusfiltrite puhul. Lisaks mõjutavad filtrite tootmistolerantsid ja temperatuuri stabiilsus oluliselt toote disaini ja tootmise kõiki aspekte.
Suurusepiirangud mmWave tehnoloogias
Traditsioonilistes antennimassiivide süsteemides peab elementide vaheline kaugus olema väiksem kui pool lainepikkusest (λ/2), et vältida häireid. See põhimõte kehtib võrdselt ka 5G kiirt moodustavate antennide kohta. Näiteks 28 GHz sagedusalas töötava antenni elementide vahe on umbes 5 mm. Seetõttu peavad massiivi komponendid olema äärmiselt väikesed.
mmWave-rakendustes kasutatavad faasitud massiivid kasutavad sageli tasapinnalist struktuuri, nagu allpool illustreeritud, kus antennid (kollased alad) on paigaldatud trükkplaatidele (PCB-dele) (rohelised alad) ja trükkplaadid (sinised alad) saab antenniplaadiga risti ühendada.
Nende trükkplaatide ruum on juba niigi minimaalne, kuid arenevad tehnoloogiad uurivad veelgi kompaktsemaid lamedaid struktuure, mis tähendab, et filtrid ja muud vooluringi plokid peavad olema oluliselt väiksemad, et neid saaks otse antenni trükkplaadi tagaküljele paigaldada.
Tootmistolerantside mõju filtritele
Arvestades mmWave-filtrite olulisust, mängivad tootmistolerantsid olulist rolli, mõjutades nii filtri jõudlust kui ka maksumust.
Nende tegurite edasiseks uurimiseks võrdlesime kolme erinevat 26 GHz filtri tootmismeetodit:
Järgmises tabelis on toodud tüüpilised tootmises esinevad äärmuslikud tolerantsid:
Tolerantsi mõju trükkplaatide mikroribafiltritele
Nagu allpool kujutatud, on kujutatud mikroribafiltri disain.
Projekteerimissimulatsiooni kõver on järgmine:
Selle trükkplaadi mikroribafiltri tolerantsi mõju uurimiseks valiti välja kaheksa potentsiaalset äärmuslikku tolerantsi, mis näitasid märkimisväärseid erinevusi.
Tolerantsi mõju trükkplaatide ribafiltritele
Allpool näidatud ribaliinifiltri disain on seitsmeastmeline struktuur, mille üla- ja alaosas on 30 mil RO3003 dielektrilised plaadid.
Mähis on vähem järsk ja ristkülikukujuline koefitsient on mikroriba omast madalam, kuna pääsuriba lähedal puuduvad nullid, mille tulemuseks on mitteoptimaalne harmooniline jõudlus kaugetel sagedustel.
Samamoodi näitab tolerantsanalüüs paremat tundlikkust võrreldes mikroribaliinidega.
Kokkuvõte
5G traadita side kiiremaks muutmiseks on hädavajalik mmWave filtritehnoloogia, mis töötab 20 GHz või kõrgematel sagedustel. Siiski on endiselt probleeme füüsiliste mõõtmete, tolerantsi stabiilsuse ja tootmise keerukusega.
Seega tuleb tolerantside mõju konstruktsioonidele hoolikalt kaaluda. On ilmne, et SMT-filtritel on suurem stabiilsus kui mikroriba- ja ribaliinifiltritel, mis viitab sellele, et SMT pinnale paigaldatavad filtrid võivad tulevastes millimeetrilaine kommunikatsioonides saada peamiseks valikuks.
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.
Postituse aeg: 17. juuli 2024