Technologia filtra milimetra (MMWAVE) jest kluczowym elementem w umożliwieniu komunikacji bezprzewodowej 5G 5G, ale ma wiele wyzwań pod względem wymiarów fizycznych, tolerancji produkcyjnych i stabilności temperatury.
W dziedzinie komunikacji bezprzewodowej głównego nurtu, przyszłe skupienie się na zastosowaniu częstotliwości powyżej 20 GHz w spektrum MMWAVE w celu zwiększenia pojemności przepustowości, ostatecznie zwiększając szybkości transmisji.
Powszechnie wiadomo, że ze względu na ich wysokie częstotliwości i znaczną utratę ścieżki sygnały MMWAVE wymagają mniejszych anten. Te anteny są grupowane razem, tworząc anteny wąsko-wiązki i macierz.
Jedną z głównych trudności w projektowaniu filtra jest dostosowanie się do wymiarów anteny, szczególnie w przypadku filtrów o wysokiej częstotliwości. Ponadto tolerancje produkcyjne i stabilność temperatury filtrów znacząco wpływają na każdy aspekt projektowania i produkcji produktu.
Ograniczenia wielkości w technologii mmwave
W tradycyjnych systemach macierzy antenowej odstępy między pierwiastkami muszą być mniejsze niż połowa długości fali (λ/2), aby uniknąć zakłóceń. Zasada ta w równym stopniu ma zastosowanie do anten formujących wiązkę 5G. Na przykład antena działająca w paśmie 28 GHz ma odstępy od pierwiastków wynoszące około 5 mm. Późniejsze elementy w tablicy muszą być wyjątkowo małe.
Tablice fazowe stosowane w aplikacjach MMWAVE często przyjmują projekt struktury płaskiej, jak pokazano poniżej, gdzie anteny (obszary żółte) są zamontowane na płytkach drukowanych (PCB) (obszary zielone), a płytki obwodowe (obszary niebieskie) można podłączyć prostopadle do płyty antenowej.
Przestrzeń na tych płytkach obwodowych jest już minimalna, ale pojawiające się technologie badają jeszcze bardziej kompaktowe płaskie struktury, co sugeruje, że filtry i inne bloki obwodów muszą być znacznie mniejsze, aby były zamontowane bezpośrednio z tyłu płytki antenowej.
Wpływ tolerancji produkcyjnych na filtry
Biorąc pod uwagę znaczenie filtrów MMWAVE, tolerancje produkcyjne odgrywają kluczową rolę, wpływając zarówno na wydajność filtra, jak i koszt.
Aby dalej zbadać te czynniki, porównaliśmy trzy odrębne metody produkcji filtrów 26 GHz:
Poniższa tabela przedstawia typowe ekstremalne tolerancje napotkane w produkcji:
Wpływ tolerancji na filtry mikropaskowe PCB
Jak pokazano poniżej, prezentowana jest konstrukcja filtra mikropaskowego.
Krzywa symulacji projektowej jest następująca:
Aby zbadać wpływ tolerancji na ten filtr mikropaskowy PCB, wybrano osiem potencjalnych ekstremalnych tolerancji, ujawniając znaczące różnice.
Wpływ tolerancji na filtry paski PCB
Projekt filtra paski, pokazany poniżej, jest siedmiostopniową strukturą z 30 milami Dielektrycznymi płytami RO3003 u góry i na dole.
Rolowanie jest mniej strome, a współczynnik prostokątny jest gorszy od mikropasku z powodu braku zer w pobliżu pasma przepustowego, co powoduje nieoptymalną wydajność harmoniczną przy odległych częstotliwościach.
Podobnie analiza tolerancji wskazuje na lepszą czułość w porównaniu z liniami mikropaskowymi.
Wniosek
W przypadku komunikacji bezprzewodowej 5G, aby osiągnąć szybsze prędkości, technologia filtra MMWAVE działająca na 20 GHz lub wyższych częstotliwościach jest konieczna. Jednak wyzwania utrzymują się pod względem wymiarów fizycznych, stabilności tolerancji i złożoności produkcji.
Zatem należy dokładnie rozważyć wpływ tolerancji na projekty. Oczywiste jest, że filtry SMT wykazują większą stabilność niż filtry mikropaskowe i paski, co sugeruje, że filtry montażowe SMT mogą pojawić się jako wybór głównego nurtu przyszłej komunikacji 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.
Czas po: 17-17-2024