Тэхналогія фільтрацыі міліметровых хваль (mmWave) з'яўляецца найважнейшым кампанентам для забеспячэння бесправадной сувязі 5G, але яна сутыкаецца з шматлікімі праблемамі з пункту гледжання фізічных памераў, вытворчых дапушчэнняў і тэмпературнай стабільнасці.
У сферы бесправадной сувязі 5G у будучыні ўвага будзе зрушана на выкарыстанне частот вышэй за 20 ГГц у міліметровым дыяпазоне хваль для пашырэння прапускной здольнасці, што ў канчатковым выніку павялічыць хуткасць перадачы дадзеных.
Добра вядома, што з-за высокіх частот і значных страт на трасе сігналы міліметровага дыяпазону патрабуюць меншых антэн. Гэтыя антэны аб'ядноўваюцца ў вузкапрамянёвыя антэны з высокім каэфіцыентам узмацнення.
Адна з асноўных цяжкасцей пры праектаванні фільтраў заключаецца ў адаптацыі да памераў антэны, асабліва для высокачастотных фільтраў. Акрамя таго, вытворчыя дапушчэнні і тэмпературная стабільнасць фільтраў істотна ўплываюць на ўсе аспекты праектавання і вытворчасці прадукту.
Абмежаванні памеру ў тэхналогіі mmWave
У традыцыйных сістэмах антэнных рашотак адлегласць паміж элементамі павінна быць меншай за палову даўжыні хвалі (λ/2), каб пазбегнуць перашкод. Гэты прынцып у роўнай ступені датычыцца і антэн 5G з фармаваннем прамяня. Напрыклад, антэна, якая працуе ў дыяпазоне 28 ГГц, мае адлегласць паміж элементамі прыблізна 5 мм. Такім чынам, кампаненты ўнутры рашоткі павінны быць надзвычай малымі.
Фазаваныя рашоткі, якія выкарыстоўваюцца ў міліметровых хвалях, часта маюць планарную структуру, як паказана ніжэй, дзе антэны (жоўтыя зоны) усталяваны на друкаваных платах (зялёныя зоны), а друкаваныя платы (сінія зоны) могуць быць падключаны перпендыкулярна да платы антэны.
Месца на гэтых друкаваных платах ужо мінімальнае, але новыя тэхналогіі даследуюць яшчэ больш кампактныя плоскія структуры, што азначае, што фільтры і іншыя схемныя блокі павінны быць значна меншымі, каб іх можна было мантаваць непасрэдна на задняй плаце антэны.
Уплыў вытворчых адхіленняў на фільтры
Улічваючы значнасць фільтраў міліметровага дыяпазону, вытворчыя дапушчэнні адыгрываюць вырашальную ролю, уплываючы як на прадукцыйнасць фільтра, так і на яго кошт.
Каб далей даследаваць гэтыя фактары, мы параўналі тры розныя метады вырабу фільтраў на 26 ГГц:
У наступнай табліцы апісаны тыповыя экстрэмальныя дапушчэнні, якія сустракаюцца ў вытворчасці:
Уплыў талерантнасці на мікрапалосныя фільтры друкаванай платы
Як паказана ніжэй, прадэманстравана канструкцыя мікрапалоснага фільтра.
Крывая мадэлявання праектавання выглядае наступным чынам:
Для вывучэння ўплыву дапушчальнага значэння на гэты мікрапалосны фільтр на друкаванай плаце былі выбраны восем патэнцыйных экстрэмальных значэнняў дапушчальных значэнняў, якія выявілі прыкметныя адрозненні.
Уплыў дапушчальных адхіленняў на паласковыя фільтры на друкаванай плаце
Паказаная ніжэй канструкцыя паласковага фільтра ўяўляе сабой сяміступенчатую структуру з дыэлектрычнымі платамі RO3003 таўшчынёй 30 міл зверху і знізу.
Спад менш круты, а прастакутны каэфіцыент саступае мікрапалоснай з-за адсутнасці нулёў паблізу паласы прапускання, што прыводзіць да неаптымальных гарманічных характарыстык на далёкіх частотах.
Аналагічным чынам, аналіз талерантнасці паказвае лепшую адчувальнасць у параўнанні з мікрапалоснымі лініямі.
Выснова
Для дасягнення больш высокіх хуткасцей бесправадной сувязі 5G неабходная тэхналогія фільтрацыі міліметровых хваль, якая працуе на частаце 20 ГГц або вышэй. Аднак праблемы з фізічнымі памерамі, стабільнасцю дапушчальных адхіленняў і складанасцю вытворчасці захоўваюцца.
Такім чынам, уплыў допускаў на канструкцыю неабходна старанна ўлічваць. Відавочна, што SMT-фільтры дэманструюць большую стабільнасць, чым мікрапалосныя і палосныя фільтры, што сведчыць аб тым, што павярхоўна-мантажныя SMT-фільтры могуць стаць асноўным выбарам для будучых міліметровых хвалевых камунікацый.
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.
Час публікацыі: 17 ліпеня 2024 г.