Millimetriaalto (MMWave) -suodatintekniikka on ratkaiseva komponentti valtavirran 5G-langattoman viestinnän mahdollistamisessa, mutta sillä on kuitenkin lukuisia haasteita fyysisten ulottuvuuksien, valmistustoleranssien ja lämpötilan vakauden suhteen.
Langattoman 5G -viestinnän valtavirran alueella tulevaisuuden painopiste siirtyy kohti yli 20 GHz: n taajuuksia MMWAVE -spektrissä kaistanleveyden kapasiteetin parantamiseksi, mikä parantaa lopulta lähetysnopeuksia.
On hyvin tiedossa, että niiden korkeiden taajuuksien ja merkittävän polun menetyksen vuoksi MMWave-signaalit vaativat pienempiä antenneja. Nämä antennit on ryhmitelty yhteen muodostaen kapean palkkien, korkean satuman antennien.
Yksi suodattimen suunnittelun ensisijaisista vaikeuksista on sopeutumassa antennin mittoihin, erityisesti korkeataajuisiin suodattimiin. Lisäksi suodattimien valmistustoleranssit ja lämpötilan stabiilisuus vaikuttavat merkittävästi kaikkiin tuotesuunnittelun ja tuotannon osa -alueisiin.
MMWAVE -tekniikan kokorajoitukset
Perinteisissä antennijärjestelmissä elementtien välisen etäisyyden on oltava alle puolet aallonpituudesta (λ/2) häiriöiden välttämiseksi. Tämä periaate koskee yhtä lailla 5G: n säteenmuotoisia antenneja. Esimerkiksi 28 GHz: n kaistalla toimivan antennin elementtiväli on noin 5 mm.suunnassa, taulukon komponenttien on oltava erittäin pieniä.
MMWAVE -sovelluksissa käytetyt vaiheittaiset ryhmät omaksuvat usein tasomaisen rakenteen suunnittelun, kuten alla esitetään, missä antennit (keltaiset alueet) on asennettu painettuihin piirilevyihin (PCB) (vihreät alueet) ja piirilevyt (siniset alueet) voidaan kytkeä kohtisuoraan antennilevyyn.
Näiden piirilevyjen tila on jo minimaalinen, mutta nousevat tekniikat tutkivat vieläkin kompakteja tasaisia rakenteita, mikä tarkoittaa, että suodattimet ja muut piirilohkot on oltava huomattavasti pienempiä, jotta ne voidaan asentaa suoraan antennin PCB: n takaosaan.
Valmistustoleranssien vaikutus suodattimiin
MMWave -suodattimien merkityksen vuoksi valmistustoleranssit ovat keskeinen rooli, mikä vaikuttaa sekä suodattimen suorituskykyyn että kustannuksiin.
Näiden tekijöiden tutkimiseksi edelleen vertailimme kolmea erillistä 26 GHz: n suodattimen valmistusmenetelmää:
Seuraavassa taulukossa hahmotellaan tuotannossa tyypillisiä äärimmäisiä toleransseja:
Toleranssivaikutus PCB: n mikrostrip -suodattimiin
Kuten jäljempänä on kuvattu, mikrostrip -suodatinsuunnittelu esitellään.
Suunnittelusimulaatiokäyrä on seuraava:
Toleranssin vaikutuksen tutkimiseksi tähän PCB: n mikroliuskisuodattimeen valittiin kahdeksan potentiaalista äärimmäistä toleranssia, mikä paljasti merkittäviä eroja.
Toleranssivaikutus piirilevyn stripline -suodattimiin
Alla esitetty stripline-suodatinsuunnittelu on seitsemän vaiheen rakenne, jonka ylä- ja alaosassa on 30 Mil RO3003 dielektrisiä levyjä.
Rullaus on vähemmän jyrkkä, ja suorakulmainen kerroin on huonompi kuin mikrovaihe johtuen siitä, että nolla ei ole lähellä passkaista, mikä johtaa epäoptimaaliseen harmoniseen suorituskykyyn etätaajuuksilla.
Samoin toleranssianalyysi osoittaa paremman herkkyyden verrattuna mikrolinjoihin.
Johtopäätös
Langattoman 5G: n nopeamman nopeuden saavuttamiseksi MMWave -suodatintekniikka, joka toimii 20 GHz: llä tai korkeammilla taajuuksilla, on välttämätöntä. Haasteet kuitenkin jatkuvat fyysisten ulottuvuuksien, suvaitsevaisuuden stabiilisuuden ja monimutkaisuuden valmistuksen suhteen.
Siten toleranssien vaikutusta malleihin on harkittava huolellisesti. On selvää, että SMT-suodattimilla on suurempi stabiilisuus kuin Microstrip- ja Stripline-suodattimilla, mikä viittaa siihen, että SMT-pinta-asennussuodattimet voivat nousta tulevaisuuden MMWave-viestinnän valtavirran valintana.
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.
Viestin aika: heinäkuu-17-2024