Міліметрова хвильова (MMWAVE) технологія фільтрів є вирішальним компонентом у забезпеченні мейнстріму 5G бездротового зв'язку, але вона стикається з численними проблемами з точки зору фізичних розмірів, допусків виробництва та стабільності температури.
У царині мейнстріму 5G бездротового зв'язку майбутній фокус перейде до використання частот вище 20 ГГц у спектрі MMWAVE для підвищення пропускної здатності, в кінцевому рахунку підвищення швидкості передачі.
Загальновідомо, що через їх високі частоти та значну втрату шляху MMWAVE сигнали потребують менших антен. Ці антени згруповані разом для формування вузьких променів, високопоставлених антен.
Одна з головних труднощів у дизайні фільтра полягає у адаптації до розмірів антени, особливо для високочастотних фільтрів. Крім того, виробничі допуски та стабільність температури фільтрів значно впливають на кожен аспект проектування та виробництва продукції.
Обмеження розміру в технологіях MMWAVE
У традиційних системах антенного масиву інтервал між елементами повинно бути менше половини довжини хвилі (λ/2), щоб уникнути перешкод. Цей принцип однаково застосовується до 5G -формувальних антен. Наприклад, антена, що працює в діапазоні 28 ГГц, має інтервал елементів приблизно 5 м.сезонні, компоненти в межах масиву повинні бути надзвичайно малими.
Поетапні масиви, що використовуються в програмах MMWAVE, часто приймають планарну конструкцію структури, як показано нижче, де антени (жовті ділянки) встановлені на друкованих платах (PCB) (зелені ділянки) та дошки (сині ділянки) можуть бути підключені перпендикулярно до антенної плати.
Простір на цих схемах вже мінімальний, але нові технології вивчають ще більш компактні плоскі структури, що означає, що фільтри та інші блоки схеми повинні бути значно меншими для встановлення безпосередньо на задній частині друкованої плати антени.
Вплив виробничих допусків на фільтри
Враховуючи значення фільтрів MMWAVE, виробничі допуски відіграють ключову роль, впливаючи як на продуктивність фільтра, так і на вартість.
Для подальшого дослідження цих факторів ми порівняли три чіткі методи виготовлення фільтрів 26 ГГц:
У наступній таблиці визначається типові екстремальні допуски, що виникають у виробництві:
Вплив толерантності на PCB Microstrip Filters
Як зображено нижче, демонструється конструкція фільтра мікрострипів.
Крива моделювання дизайну така:
Для вивчення впливу толерантності на цей фільтр мікростірки PCB було обрано вісім потенційних екстремальних допусків, виявляючи помітні відмінності.
Вплив толерантності на плівку на друкованій програмі
Дизайн фільтра смуг, показана нижче,-це семиступенева конструкція з діелектричними дошками 30 мільйонів RO3003 вгорі та внизу.
Відкол менш крутий, а прямокутний коефіцієнт поступається коефіцієнті мікростірки через відсутність нулів біля смуги пропускання, що призводить до субоптимальних гармонічних показників на віддалених частотах.
Аналогічно, аналіз толерантності вказує на кращу чутливість порівняно з мікрострипними лініями.
Висновок
Для 5G бездротового зв'язку для досягнення більшої швидкості технологія фільтрів MMWAVE, що працює на 20 ГГц або більш високих частотах, є обов'язковою. Однак виклики зберігаються з точки зору фізичних вимірів, стабільності толерантності та виробничих складностей.
Таким чином, вплив допусків на конструкції повинен бути ретельно враховувати. Очевидно, що фільтри SMT демонструють більшу стабільність, ніж фільтри MicroStrip та Stripline, що дозволяє припустити, що фільтри поверхні SMT можуть виникнути як основний вибір для майбутніх комунікацій MMWAVE.
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.
Час посади: 17-2024 рр.