Filtračná technológia Millimeter-Wave (MMWave) je rozhodujúcou súčasťou pri umožňovaní bežnej bezdrôtovej komunikácie 5G, napriek tomu čelí mnohým výzvam z hľadiska fyzikálnych rozmerov, výrobných tolerancií a stability teploty.
V oblasti bezdrôtovej komunikácie 5G sa budúce zameranie posunie smerom k využívaniu frekvencií nad 20 GHz v spektre MMWave na zvýšenie kapacity šírky pásma, čím sa v konečnom dôsledku zvýši rýchlosť prenosu.
Je dobre známe, že vďaka ich vysokým frekvenciám a výraznej strate cesty si signály MMWave vyžadujú menšie antény. Tieto antény sú zoskupené, aby vytvorili antény s vysokým stupňom poľa s úzkym lúčom.
Jedným z primárnych ťažkostí v dizajne filtra je prispôsobenie sa rozmerom antény, najmä pre vysokofrekvenčné filtre. Výrobné tolerancie a teplotná stabilita filtrov navyše ovplyvňujú všetky aspekty návrhu a výroby výrobkov.
Obmedzenia veľkosti v technológii MMWave
V tradičných systémoch antény musí byť rozstup medzi prvkami menší ako polovica vlnovej dĺžky (λ/2), aby sa zabránilo rušeniu. Tento princíp sa rovnako uplatňuje na 5G lúchové antény. Napríklad anténa pracujúca v pásme 28 GHz má rozstup prvkov približne 5 mm.
Fázové polia používané v aplikáciách MMWave často prijímajú návrh rovinnej štruktúry, ako je znázornené nižšie, kde sú antény (žlté oblasti) namontované na doskách s obvodmi (PCB) (zelené oblasti) a obvodové dosky (modré oblasti) môžu byť spojené kolmo k doske antény.
Priestor na týchto obvodových doskách je už minimálny, ale vznikajúce technológie skúmajú ešte kompaktnejšie ploché štruktúry, z čoho vyplýva, že filtre a iné bloky obvodov musia byť výrazne menšie, aby sa namontovali priamo na zadnú stranu antény PCB.
Vplyv výrobných tolerancií na filtre
Vzhľadom na význam filtrov MMWave hrajú výrobné tolerancie kľúčovú úlohu, čo ovplyvňuje výkon a náklady filtra.
Na ďalšie skúmanie týchto faktorov sme porovnali tri odlišné metódy výroby filtrov 26 GHz:
Nasledujúca tabuľka uvádza typické extrémne tolerancie, ktoré sa vyskytujú vo výrobe:
Tolerančný vplyv na filtre Microstrip PCB
Ako je znázornené nižšie, predstavuje sa konštrukcia mikrostrip filtra.
Krivka konštrukčnej simulácie je nasledovná:
Na štúdium vplyvu tolerancie na tento filter Microstrip PCB sa vybralo osem potenciálnych extrémnych tolerancií, ktoré odhalili významné rozdiely.
Vplyv tolerancie na prúžkové filtre PCB
Návrh pruhového filtra, zobrazený nižšie, je sedemstupňová štruktúra s dielektrickými doskami 30 MIL RO3003 v hornej a spodnej časti.
Valcovanie je menej strmé a obdĺžnikový koeficient je horší ako v prípade mikropáska v dôsledku neprítomnosti nulov v blízkosti priepustného pásma, čo vedie k suboptimálnemu harmonickému výkonu pri vzdialených frekvenciách.
Podobne analýza tolerancie naznačuje lepšiu citlivosť v porovnaní s linkami Microstrip.
Záver
Pre 5G bezdrôtovú komunikáciu, aby sa dosiahla rýchlejšie rýchlosti, je nevyhnutná technológia filtra MMWave Filter Filter Filter pri 20 GHz alebo vyšších frekvenciách. Výzvy však pretrvávajú z hľadiska fyzických rozmerov, stability tolerancie a zložitosti výroby.
Preto sa musí dôkladne zvážiť vplyv tolerancií na návrhy. Je zrejmé, že filtre SMT vykazujú väčšiu stabilitu ako filtre s mikropodniky a pruhové filtre, čo naznačuje, že filtre SMT povrchovej montáže sa môžu objaviť ako hlavná voľba pre budúcu komunikáciu 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.
Čas príspevku: júl-17-2024