Millimeeterlaine (mmWave) filtritehnoloogia on põhivoolu 5G traadita side võimaldamisel ülioluline komponent, kuid see seisab silmitsi paljude füüsiliste mõõtmete, tootmistolerantside ja temperatuuristabiilsusega seotud väljakutsetega.
Peavoolu 5G traadita side valdkonnas keskendutakse tulevikus üle 20 GHz sageduste kasutamisele mmWave spektris, et suurendada ribalaiuse läbilaskevõimet, suurendades lõpuks edastuskiirust.
On hästi teada, et nende kõrgete sageduste ja märkimisväärse teekao tõttu on mmWave signaalide jaoks vaja väiksemaid antenne. Need antennid on rühmitatud, et moodustada kitsa valgusvihuga suure võimendusega massiiviantennid.
Filtri disaini üks peamisi raskusi seisneb antenni mõõtmetega kohanemises, eriti kõrgsagedusfiltrite puhul. Lisaks mõjutavad filtrite tootmistolerantsid ja temperatuuristabiilsus märkimisväärselt toote disaini ja tootmise kõiki aspekte.
Suuruse piirangud mmWave tehnoloogias
Traditsioonilistes antennimassiivisüsteemides peab elementide vaheline kaugus häirete vältimiseks olema väiksem kui pool lainepikkusest (λ/2). See põhimõte kehtib ka 5G kiirt kujundavate antennide kohta. Näiteks 28 GHz sagedusalas töötava antenni elementide vahekaugus on ligikaudu 5 mm. Järelikult peavad massiivi komponendid olema äärmiselt väikesed.
mmWave'i rakendustes kasutatavad faasilised massiivid kasutavad sageli tasapinnalist struktuuri, nagu on näidatud allpool, kus antennid (kollased alad) on paigaldatud trükkplaatidele (PCB-dele) (rohelised alad) ja trükkplaadid (sinised alad) saab ühendada trükkplaadiga risti. antenni plaat.
Ruumi nendel trükkplaatidel on juba minimaalne, kuid arenevad tehnoloogiad uurivad veelgi kompaktsemaid lamedaid struktuure, mis tähendab, et filtrid ja muud vooluringiplokid peavad olema oluliselt väiksemad, et neid paigaldada otse antenni PCB tagaküljele.
Tootmise tolerantside mõju filtritele
Arvestades mmWave filtrite tähtsust, mängivad tootmise tolerantsid keskset rolli, mõjutades nii filtri jõudlust kui ka kulusid.
Nende tegurite edasiseks uurimiseks võrdlesime kolme erinevat 26 GHz filtri tootmismeetodit:
Järgmises tabelis on toodud tüüpilised tootmisel esinevad äärmuslikud tolerantsid:
Tolerantsi mõju PCB mikroribafiltritele
Nagu allpool näidatud, on näidatud mikroribafiltri kujundus.
Disaini simulatsioonikõver on järgmine:
Et uurida tolerantsuse mõju sellele PCB mikroriba filtrile, valiti välja kaheksa potentsiaalset äärmuslikku tolerantsi, mis näitasid märkimisväärseid erinevusi.
Tolerantsi mõju PCB-ribafiltritele
Allpool näidatud ribaliinifiltri disain on seitsmeastmeline struktuur, mille üla- ja alaosas on 30-millised RO3003 dielektrilised plaadid.
Veeremine on vähem järsk ja ristkülikukujuline koefitsient on väiksem kui mikroribal, kuna pääsuriba lähedal puuduvad nullid, mille tulemuseks on ebaoptimaalne harmooniline jõudlus kaugetel sagedustel.
Samamoodi näitab tolerantsianalüüs paremat tundlikkust võrreldes mikroriba joontega.
Järeldus
Suurema kiiruse saavutamiseks 5G traadita side jaoks on hädavajalik mmWave filtritehnoloogia, mis töötab sagedusel 20 GHz või kõrgemal. Siiski on endiselt probleeme füüsiliste mõõtmete, taluvuse stabiilsuse ja tootmise keerukuse osas.
Seega tuleb tolerantside mõju disainilahendustele hoolikalt kaaluda. On ilmne, et SMT-filtritel on suurem stabiilsus kui mikroriba- ja ribafiltritel, mis viitab sellele, et SMT-pinnakinnitusfiltrid võivad kujuneda tulevase mmWave-kommunikatsiooni põhivalikuks.
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.
Postitusaeg: 17. juuli 2024