MILLIMETRALNA (MMWAVE) FILTER tehnologija ključna je komponenta u omogućavanju mainstream 5G bežične komunikacije, no suočena je s brojnim izazovima u smislu fizičkih dimenzija, tolerancija proizvodnje i temperaturne stabilnosti.
U području mainstream 5G bežične komunikacije, budući fokus će se prebaciti na korištenje frekvencija iznad 20 GHz unutar spektra MMwave kako bi se poboljšala kapacitet propusnosti, u konačnici povećavajući stope prijenosa.
Poznato je da zbog svojih visokih frekvencija i značajnog gubitka puta, MMWave signale zahtijevaju manje antene. Ove su antene grupirane zajedno kako bi formirale antene s uskim snopom, visoko dobivenim nizovima.
Jedna od glavnih poteškoća u dizajnu filtra leži u prilagođavanju dimenzijama antene, posebno za visokofrekventne filtre. Uz to, tolerancije proizvodnje i temperaturna stabilnost filtera značajno utječu na svaki aspekt dizajna i proizvodnje proizvoda.
Ograničenja veličine u mmwave tehnologiji
U tradicionalnim sustavima antene, razmak između elemenata mora biti manji od polovice valne duljine (λ/2) kako bi se izbjegle smetnje. Ovaj se princip jednako odnosi na 5G antene za oblikovanje snopa. Na primjer, antena koja djeluje u pojasu od 28 GHz ima razmak elementa od oko 5 mm. Komponente unutar niza moraju biti izuzetno male.
Fazni nizovi korišteni u MMwave aplikacijama često prihvaćaju dizajn ravne strukture, kao što je prikazano u nastavku, gdje su antene (žuta područja) montirane na tiskane pločice (PCB) (zelene površine), a kružne ploče (plava područja) mogu se povezati okomito na ploču antene.
Prostor na ovim krugovima već je minimalan, ali tehnologije u nastajanju istražuju još kompaktnije ravne strukture, što implicira da filtri i drugi blokovi kruga moraju biti znatno manji da bi se montirali izravno na stražnjoj strani antene PCB.
Utjecaj tolerancije na proizvodnju na filtre
S obzirom na značaj MMwave filtera, tolerancije u proizvodnji igraju glavnu ulogu, utječući na performanse filtra i troškove.
Da bismo dodatno istražili ove čimbenike, uspoređivali smo tri različite metode proizvodnje filtra od 26 GHz:
Sljedeća tablica opisuje tipične ekstremne tolerancije koje se susreću u proizvodnji:
Utjecaj tolerancije na PCB filtre Microtrip Filters
Kao što je prikazano u nastavku, prikazan je dizajn filtra Microtrip.
Krivulja simulacije dizajna je sljedeća:
Da bi se proučio učinak tolerancije na ovaj PCB filter Microtrip, odabrano je osam potencijalnih ekstremnih tolerancija, otkrivajući značajne razlike.
Utjecaj tolerancije na PCB striptiz filtre
Dizajn filtra trake, prikazan u nastavku, je struktura sedmog stupnja s 30 mil RO3003 dielektričnih ploča na vrhu i dnu.
Roll-off je manje strm, a pravokutni koeficijent inferiorni je od mikrotraka zbog odsutnosti nula u blizini prolaznog pojasa, što rezultira suboptimalnim harmoničnim performansama na udaljenim frekvencijama.
Slično tome, analiza tolerancije ukazuje na bolju osjetljivost u usporedbi s linije mikroporacije.
Zaključak
Za 5G bežičnu komunikaciju radi postizanja brže brzine, neophodna je tehnologija MMWave filtra koja radi na 20 GHz ili veće frekvencije. Međutim, izazovi traju u smislu fizičkih dimenzija, stabilnosti tolerancije i složenosti proizvodnje.
Stoga se mora pažljivo razmotriti utjecaj tolerancija na dizajne. Očito je da SMT filtri pokazuju veću stabilnost od filtera Microtrip i Stripline, što sugerira da se filtri SMT površine montiranja mogu pojaviti kao glavni izbor za buduće MMwave komunikacije.
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.
Post vremena: 17-2024