Технологијата на филтер со милиметарски бранови (mmWave) е клучна компонента за овозможување на мејнстрим 5G безжична комуникација, но сепак се соочува со бројни предизвици во однос на физичките димензии, производните толеранции и стабилноста на температурата.
Во доменот на мејнстрим 5G безжичната комуникација, идниот фокус ќе се префрли кон користење на фреквенции над 20 GHz во рамките на спектарот mmWave за да се подобри капацитетот на пропусниот опсег, што на крајот ќе ги зголеми стапките на пренос.
Добро е познато дека поради нивните високи фреквенции и значителна загуба на патеката, mmWave сигналите бараат помали антени. Овие антени се групирани заедно за да формираат антени со низа со тесен зрак и со голема засилување.
Една од основните потешкотии во дизајнот на филтерот лежи во прилагодувањето на димензиите на антената, особено за филтрите со висока фреквенција. Дополнително, производните толеранции и температурната стабилност на филтрите значително влијаат на секој аспект од дизајнот и производството на производот.
Ограничувања на големината во технологијата mmWave
Во традиционалните системи со низа на антени, растојанието помеѓу елементите мора да биде помало од половина од брановата должина (λ/2) за да се избегнат пречки. Овој принцип подеднакво важи и за антените за формирање на зрак 5G. На пример, антената која работи во опсегот од 28 GHz има растојание на елементи од приближно 5 mm. Следствено, компонентите во низата мора да бидат исклучително мали.
Фазните низи кои се користат во апликациите mmWave често прифаќаат дизајн на рамна структура, како што е илустрирано подолу, каде што антените (жолти области) се монтирани на печатени плочки (PCB) (зелени површини), а плочките (сини области) може да се поврзат нормално на антена плоча.
Просторот на овие кола е веќе минимален, но новите технологии истражуваат уште покомпактни рамни структури, што значи дека филтрите и другите блокови на кола треба да бидат значително помали за да се монтираат директно на задниот дел од ПХБ на антената.
Влијание на производните толеранции на филтрите
Со оглед на значењето на mmWave филтрите, производствените толеранции играат клучна улога, што влијае и на перформансите на филтерот и на цената.
За дополнително да ги истражиме овие фактори, споредивме три различни методи на производство на филтри од 26 GHz:
Следната табела ги прикажува типичните екстремни толеранции што се среќаваат во производството:
Влијание на толеранцијата на филтрите за микроленти за PCB
Како што е прикажано подолу, прикажан е дизајн на филтер со микроленти.
Кривата за симулација на дизајнот е како што следува:
За да се проучи ефектот на толеранцијата на овој филтер со микроленти од ПХБ, беа избрани осум потенцијални екстремни толеранции, откривајќи забележителни разлики.
Влијание на толеранцијата врз филтрите за стриплин од ПХБ
Дизајнот на стриплин филтер, прикажан подолу, е структура од седум степени со диелектрични плочи RO3003 од 30 милји на врвот и на дното.
Превртувањето е помалку стрмно, а правоаголниот коефициент е инфериорен во однос на оној на микролентата поради отсуството на нули во близина на проодната лента, што резултира со неоптимални хармонични перформанси на далечни фреквенции.
Слично на тоа, анализата на толеранција покажува подобра чувствителност во споредба со линиите на микроленти.
Заклучок
За безжичната комуникација 5G да постигне поголеми брзини, императив е технологијата на mmWave филтер што работи на 20 GHz или повисоки фреквенции. Сепак, предизвиците и понатаму постојат во однос на физичките димензии, стабилноста на толеранцијата и сложеноста на производството.
Така, влијанието на толеранциите врз дизајните мора внимателно да се разгледа. Очигледно е дека SMT филтрите покажуваат поголема стабилност од филтрите со микроленти и стриплин, што сугерира дека филтрите за површинска монтирање SMT може да се појават како главен избор за идните mmWave комуникации.
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.
Време на објавување: 17 јули 2024 година