Millimetro bangos (MMWAVE) filtrų technologija yra esminis komponentas, įgalinantis pagrindinį 5G belaidį ryšį, tačiau ji susiduria su daugybe iššūkių fizinių matmenų, gamybos nuokrypių ir temperatūros stabilumo atžvilgiu.
„Mainstream 5G Wireless Communication“ srityje būsimas dėmesys bus nukreiptas į dažnių, viršijančių 20 GHz, naudojimą MMWAVE spektre, siekiant padidinti pralaidumo talpą ir galiausiai padidinti perdavimo greitį.
Gerai žinoma, kad dėl jų aukštų dažnių ir reikšmingo kelio praradimo MMWAVE signalams reikia mažesnių antenų. Šios antenos yra sugrupuotos, kad susidarytų siauros spindulio, didelio stiprinimo masyvo antenos.
Vienas iš pagrindinių filtrų projektavimo sunkumų yra pritaikymas antenos matmenims, ypač aukšto dažnio filtrams. Be to, filtrų gamybos nuokrypiai ir temperatūros stabilumas daro didelę įtaką kiekvienam produkto projektavimo ir gamybos aspektams.
„MMWave Technology“ dydžių apribojimai
Tradicinėse antenų matricos sistemose tarpai tarp elementų turi būti mažesnis nei pusė bangos ilgio (λ/2), kad būtų išvengta trukdžių. Šis principas vienodai taikomas 5G spinduliams formuojančioms antenoms. Pavyzdžiui, 28 GHz juostoje veikiančioje antenoje yra maždaug 5 mm, esančios masyvo, elementų atstumas turi būti ypač mažas.
Faziniai masyvai, naudojami „MMWave“ programose, dažnai laikosi plokštumos konstrukcijos konstrukcijos, kaip parodyta žemiau, kur antenos (geltonos vietos) yra montuojamos ant spausdintų plokščių (PCBS) (žaliosios sritys), o grandinės lentos (mėlynos zonos) gali būti sujungtos statmenai su antenos lenta.
Šiose grandinės plokštėse erdvė jau yra minimali, tačiau kylančios technologijos tyrinėja dar kompaktiškesnes plokščias konstrukcijas, tai reiškia, kad filtrai ir kiti grandinės blokai turi būti žymiai mažesni, kad būtų montuojami tiesiai ant antenos PCB gale.
Gamybos nuokrypių poveikis filtrams
Atsižvelgiant į „MMWave“ filtrų svarbą, pagrindinį vaidmenį atlieka gamybos nuokrypiai, darantys įtaką tiek filtro našumui, tiek kainai.
Norėdami toliau ištirti šiuos veiksnius, palyginome tris skirtingus 26 GHz filtrų gamybos metodus:
Šioje lentelėje aprašomi tipiniai ekstremalios nuokrypiai, susiduriantys su gamyboje:
Tolerancijos poveikis PCB mikrotraumų filtrams
Kaip pavaizduota žemiau, parodomas mikrotraumo filtro dizainas.
Dizaino modeliavimo kreivė yra tokia:
Norint ištirti tolerancijos poveikį šiam PCB mikrotraumo filtrui, buvo parinkti aštuoni potencialūs ekstremalūs tolerancijos, atskleidžiančios pastebimus skirtumus.
Tolerancijos poveikis PCB juostos linijos filtrams
Žemiau parodytas juostos linijos filtro dizainas yra septynių pakopų konstrukcija su 30 MIL RO3003 dielektrinių plokščių viršuje ir apačioje.
Rinkinys yra ne toks status, o stačiakampis koeficientas yra prastesnis nei mikrotrauminis, nes nėra nulių, esančių šalia praeinančios juostos, ir tai sukelia neoptimalų harmoninį našumą tolimais dažniais.
Panašiai tolerancijos analizė rodo geresnį jautrumą, palyginti su „MicroStrip“ linijomis.
Išvada
Norint, kad būtų pasiektas 5G belaidis ryšys, norint pasiekti greitesnį greitį, būtina „MMWave“ filtrų technologija, veikianti esant 20 GHz ar didesniams dažniams. Tačiau iššūkiai išlieka atsižvelgiant į fizinius matmenis, tolerancijos stabilumą ir gamybos sudėtingumą.
Taigi reikia atidžiai atsižvelgti į tolerantų poveikį dizainui. Akivaizdu, kad SMT filtrai pasižymi didesniu stabilumu nei „MicroStrip“ ir „Strip“ linijų filtrai, o tai rodo, kad SMT paviršiaus montuojami filtrai gali atsirasti kaip pagrindinis pasirinkimas būsimiems „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.
Pašto laikas: 2012 m. Liepos-17 d