Milimetre dalga (MMWAVE) filtre teknolojisi, ana akım 5G kablosuz iletişimin sağlanmasında önemli bir bileşendir, ancak fiziksel boyutlar, üretim toleransları ve sıcaklık stabilitesi açısından çok sayıda zorlukla karşı karşıyadır.
Ana akım 5G kablosuz iletişim alanında, gelecekteki odak, bant genişliği kapasitesini artırmak için mmwave spektrumu içinde 20 GHz'in üzerindeki frekansları kullanmaya doğru kayacaktır.
Yüksek frekansları ve önemli yol kaybı nedeniyle MMWAVE sinyallerinin daha küçük antenler gerektirdiği iyi bilinmektedir. Bu antenler, dar kiriş, yüksek kazançlı dizi antenleri oluşturmak için birlikte gruplandırılmıştır.
Filtre tasarımındaki temel zorluklardan biri, özellikle yüksek frekanslı filtreler için antenin boyutlarına uyum sağlamada yatmaktadır. Ek olarak, filtrelerin üretim toleransları ve sıcaklık stabilitesi, ürün tasarımı ve üretiminin her yönünü önemli ölçüde etkiler.
Mmwave teknolojisinde boyut kısıtlamaları
Geleneksel anten dizi sistemlerinde, parazitten kaçınmak için elemanlar arasındaki boşluk dalga boyunun yarısından (λ/2) daha az olmalıdır. Bu prensip, 5G ışın oluşturan antenler için de aynı şekilde geçerlidir. Örneğin, 28 GHz bandında çalışan bir anten, yaklaşık 5 mm'lik bir eleman aralığına sahiptir. Dizinin içindeki bileşenler son derece küçük olmalıdır.
MMWAVE uygulamalarında kullanılan aşamalı diziler, aşağıda gösterildiği gibi, antenlerin (sarı alanlar) baskılı devre kartlarına (PCB'ler) (yeşil alanlar) monte edildiği ve devre kartlarının (mavi alanlar) anten kartına dik olarak bağlanabileceği bir düzlemsel yapı tasarımı benimser.
Bu devre kartlarındaki boşluk zaten minimaldir, ancak ortaya çıkan teknolojiler daha da kompakt düz yapıları araştırıyor, bu da filtrelerin ve diğer devre bloklarının doğrudan anten PCB'nin arkasına monte edilmesi için önemli ölçüde daha küçük olması gerektiğini ima ediyor.
Üretim toleranslarının filtreler üzerindeki etkisi
MMWAVE filtrelerinin önemi göz önüne alındığında, üretim toleransları hem filtre performansını hem de maliyeti etkileyen çok önemli bir rol oynar.
Bu faktörleri daha fazla araştırmak için, üç farklı 26 GHz filtre üretim yöntemini karşılaştırdık:
Aşağıdaki tablo, üretimde karşılaşılan tipik aşırı toleransları özetlemektedir:
PCB Mikrostrif Filtreler Üzerindeki Tolerans Etkisi
Aşağıda gösterildiği gibi, bir mikrostrüksiyon filtre tasarımı sergilenir.
Tasarım simülasyon eğrisi aşağıdaki gibidir:
Toleransın bu PCB mikrostrip filtresi üzerindeki etkisini incelemek için, dikkate değer farklılıklar ortaya koyarak sekiz potansiyel aşırı tolerans seçildi.
PCB Stripline Filtreleri Üzerindeki Tolerans Etkisi
Aşağıda gösterilen şerit filtre tasarımı, üst ve altta 30 mil RO3003 dielektrik tahtaları olan yedi aşamalı bir yapıdır.
Solunum daha az diktir ve dikdörtgen katsayı, pasbandın yakınında sıfırların olmaması nedeniyle mikroşerinkinden daha düşüktür, bu da uzak frekanslarda yetersiz harmonik performansa neden olur.
Benzer şekilde, bir tolerans analizi, mikroşerit çizgilerine kıyasla daha iyi duyarlılık gösterir.
Çözüm
Daha hızlı hızlar elde etmek için 5G kablosuz iletişim için, 20 GHz veya daha yüksek frekanslarda çalışan MMWAVE filtre teknolojisi zorunludur. Bununla birlikte, zorluklar fiziksel boyutlar, tolerans istikrarı ve üretim karmaşıklıkları açısından devam etmektedir.
Bu nedenle, toleransların tasarımlar üzerindeki etkisi dikkatle dikkate alınmalıdır. SMT filtrelerinin mikroşerit ve şerit filtrelerden daha fazla stabilite sergilediği açıktır, bu da SMT yüzey montaj filtrelerinin gelecekteki MMWAVE iletişimleri için ana seçim olarak ortaya çıkabileceğini düşündürmektedir.
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.
Gönderme Zamanı: Temmuz-17-2024