Millimetergolf (mmGolf) filtertegnologie is 'n belangrike komponent om hoofstroom 5G draadlose kommunikasie moontlik te maak, maar dit staar talle uitdagings in die gesig in terme van fisiese afmetings, vervaardigingstoleransies en temperatuurstabiliteit.
In die gebied van hoofstroom 5G draadlose kommunikasie, sal die toekomstige fokus verskuif na die gebruik van frekwensies bo 20 GHz binne die mmWave-spektrum om bandwydtekapasiteit te verbeter, wat uiteindelik transmissietempo's sal verhoog.
Dit is welbekend dat mm-golfseine as gevolg van hul hoë frekwensies en beduidende padverlies kleiner antennas noodsaak. Hierdie antennas word saamgegroepeer om smalstraal-, hoëwins-skikkingsantennas te vorm.
Een van die primêre probleme in filterontwerp lê in die aanpassing by die antenna se afmetings, veral vir hoëfrekwensiefilters. Daarbenewens beïnvloed die vervaardigingstoleransies en temperatuurstabiliteit van filters elke aspek van produkontwerp en -produksie aansienlik.
Groottebeperkings in mmWave-tegnologie
In tradisionele antenna-skikkingstelsels moet die spasiëring tussen elemente minder as die helfte van die golflengte (λ/2) wees om interferensie te vermy. Hierdie beginsel geld ewe veel vir 5G-straalvormende antennas. Byvoorbeeld, 'n antenna wat in die 28 GHz-band werk, het 'n elementspasiëring van ongeveer 5 mm. Gevolglik moet komponente binne die skikking uiters klein wees.
Gefaseerde skikkings wat in mmWave-toepassings gebruik word, neem dikwels 'n planêre struktuurontwerp aan, soos hieronder geïllustreer, waar antennas (geel areas) op gedrukte stroombaanborde (PCB's) (groen areas) gemonteer is, en stroombaanborde (blou areas) loodreg op die antennabord gekoppel kan word.
Die spasie op hierdie stroombaanborde is reeds minimaal, maar opkomende tegnologieë ondersoek selfs meer kompakte plat strukture, wat impliseer dat filters en ander stroombaanblokke aansienlik kleiner moet wees om direk op die agterkant van die antenna-PCB gemonteer te word.
Impak van vervaardigingstoleransies op filters
Gegewe die belangrikheid van mmWave-filters, speel vervaardigingstoleransies 'n sentrale rol, wat beide filterprestasie en koste beïnvloed.
Om hierdie faktore verder te ondersoek, het ons drie verskillende 26 GHz-filtervervaardigingsmetodes vergelyk:
Die volgende tabel gee 'n uiteensetting van tipiese uiterste toleransies wat in produksie voorkom:
Toleransie-impak op PCB-mikrostripfilters
Soos hieronder uitgebeeld, word 'n mikrostripfilterontwerp vertoon.
Die ontwerpsimulasiekurwe is soos volg:
Om die effek van toleransie op hierdie PCB-mikrostripfilter te bestudeer, is agt potensiële ekstreme toleransies gekies, wat noemenswaardige verskille aan die lig gebring het.
Toleransie-impak op PCB-strooklynfilters
Die strokieslynfilterontwerp, hieronder getoon, is 'n sewe-stadiumstruktuur met 30 mil RO3003 diëlektriese plate bo en onder.
Die afrol is minder steil, en die reghoekige koëffisiënt is minderwaardig as dié van die mikrostrip as gevolg van die afwesigheid van nulle naby die deurlaatband, wat lei tot suboptimale harmoniese prestasie by verre frekwensies.
Net so dui 'n toleransie-analise op beter sensitiwiteit in vergelyking met mikrostriplyne.
Gevolgtrekking
Vir 5G draadlose kommunikasie om vinniger snelhede te bereik, is mmWave-filtertegnologie wat teen 20 GHz of hoër frekwensies werk, noodsaaklik. Uitdagings bly egter steeds bestaan in terme van fisiese afmetings, toleransiestabiliteit en vervaardigingskompleksiteite.
Dus moet die impak van toleransies op ontwerpe noukeurig oorweeg word. Dit is duidelik dat SMT-filters groter stabiliteit toon as mikrostrip- en strooklynfilters, wat daarop dui dat SMT-oppervlakgemonteerde filters as die hoofstroomkeuse vir toekomstige mmWave-kommunikasie kan na vore kom.
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.
Plasingstyd: 17 Julie 2024