Milimetre dalga (mmWave) filtre teknolojisi, ana akım 5G kablosuz iletişimin sağlanmasında önemli bir bileşen olmasına rağmen fiziksel boyutlar, üretim toleransları ve sıcaklık kararlılığı açısından çok sayıda zorlukla karşı karşıyadır.
Ana akım 5G kablosuz iletişim alanında, gelecekteki odak noktası, bant genişliği kapasitesini artırmak ve sonuçta iletim hızlarını artırmak için mmWave spektrumu içinde 20 GHz'in üzerindeki frekansları kullanmaya doğru kayacak.
Yüksek frekansları ve önemli yol kayıpları nedeniyle mmWave sinyallerinin daha küçük antenlere ihtiyaç duyduğu iyi bilinmektedir. Bu antenler, dar ışınlı, yüksek kazançlı dizi antenleri oluşturacak şekilde gruplandırılır.
Filtre tasarımındaki temel zorluklardan biri, özellikle yüksek frekanslı filtreler için antenin boyutlarına uyum sağlanmasında yatmaktadır. Ayrıca filtrelerin üretim toleransları ve sıcaklık stabilitesi, ürün tasarımı ve üretiminin her yönünü önemli ölçüde etkiler.
mmWave Teknolojisindeki Boyut Kısıtlamaları
Geleneksel anten dizisi sistemlerinde, paraziti önlemek için elemanlar arasındaki mesafenin dalga boyunun (λ/2) yarısından az olması gerekir. Bu prensip aynı şekilde 5G hüzme oluşturan antenler için de geçerlidir. Örneğin 28 GHz bandında çalışan bir antenin eleman aralığı yaklaşık 5 mm'dir. Bu nedenle dizi içindeki bileşenlerin son derece küçük olması gerekir.
MmWave uygulamalarında kullanılan fazlı diziler genellikle aşağıda gösterildiği gibi düzlemsel bir yapı tasarımını benimser; burada antenler (sarı alanlar) baskılı devre kartlarına (PCB'ler) (yeşil alanlar) monte edilir ve devre kartları (mavi alanlar) PCB'ye dik olarak bağlanabilir. anten kurulu.
Bu devre kartlarındaki alan zaten çok az, ancak gelişen teknolojiler daha da kompakt düz yapılar araştırıyor, bu da filtrelerin ve diğer devre bloklarının doğrudan anten PCB'sinin arkasına monte edilebilmeleri için önemli ölçüde daha küçük olmaları gerektiğini gösteriyor.
Üretim Toleranslarının Filtreler Üzerindeki Etkisi
MmWave filtrelerinin önemi göz önüne alındığında, üretim toleransları hem filtre performansını hem de maliyeti etkileyen önemli bir rol oynamaktadır.
Bu faktörleri daha ayrıntılı araştırmak için üç farklı 26 GHz filtre üretim yöntemini karşılaştırdık:
Aşağıdaki tabloda üretimde karşılaşılan tipik aşırı toleranslar özetlenmektedir:
PCB Mikroşerit Filtreler Üzerinde Tolerans Etkisi
Aşağıda gösterildiği gibi bir mikroşerit filtre tasarımı sergilenmektedir.
Tasarım simülasyon eğrisi aşağıdaki gibidir:
Toleransın bu PCB mikroşerit filtre üzerindeki etkisini incelemek için sekiz potansiyel aşırı tolerans seçildi ve bu da dikkate değer farklılıkları ortaya çıkardı.
PCB Şerit Hat Filtrelerinde Tolerans Etkisi
Aşağıda gösterilen şerit filtre tasarımı, üstte ve altta 30 mil RO3003 dielektrik panelleri bulunan yedi aşamalı bir yapıdır.
Kayma daha az diktir ve geçiş bandının yakınında sıfırların bulunmaması nedeniyle dikdörtgen katsayısı mikroşeridinkinden daha düşüktür, bu da uzak frekanslarda optimalin altında harmonik performansa neden olur.
Benzer şekilde tolerans analizi, mikroşerit hatlara kıyasla daha iyi hassasiyeti gösterir.
Çözüm
5G kablosuz iletişimin daha yüksek hızlara ulaşması için 20 GHz veya daha yüksek frekanslarda çalışan mmWave filtre teknolojisi zorunludur. Ancak fiziksel boyutlar, tolerans stabilitesi ve üretim karmaşıklıkları açısından zorluklar devam etmektedir.
Bu nedenle toleransların tasarımlar üzerindeki etkisi dikkatle değerlendirilmelidir. SMT filtrelerinin mikroşerit ve şeritli filtrelerden daha fazla kararlılık sergilediği açıktır; bu da SMT yüzeye monte filtrelerin 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.
Gönderim zamanı: Temmuz-17-2024