Tehnologia filtrului cu undă milimetrică (MMWAVE) este o componentă crucială pentru a permite comunicarea fără fir 5G, cu toate acestea, se confruntă cu numeroase provocări în ceea ce privește dimensiunile fizice, toleranțele de fabricație și stabilitatea temperaturii.
Pe tărâmul comunicării fără fir 5G, concentrarea viitoare se va îndrepta către utilizarea frecvențelor de peste 20 GHz în spectrul MMWave pentru a îmbunătăți capacitatea de lățime de bandă, stimulând în cele din urmă ratele de transmisie.
Este binecunoscut faptul că, datorită frecvențelor lor ridicate și a pierderilor semnificative ale căilor, semnalele MMWAVE necesită antene mai mici. Aceste antene sunt grupate pentru a forma antene cu grindă cu fascicul îngust, cu câștiguri mari.
Una dintre dificultățile principale în proiectarea filtrului constă în adaptarea la dimensiunile antenei, în special pentru filtrele de înaltă frecvență. În plus, toleranțele de fabricație și stabilitatea temperaturii filtrelor afectează semnificativ fiecare aspect al proiectării și producției produsului.
Constrângeri de dimensiune în tehnologia MMWAVE
În sistemele tradiționale de antenă, distanțarea dintre elemente trebuie să fie mai mică de jumătate din lungimea de undă (λ/2) pentru a evita interferența. Acest principiu se aplică în mod egal la antenele de formare a fasciculului 5G. De exemplu, o antenă care operează în banda de 28 GHz are o distanțare a elementelor de aproximativ 5 mm. În mod evident, componentele din tablă trebuie să fie extrem de mici.
Schițele pe faze utilizate în aplicațiile MMWAVE adoptă adesea un design de structură plană, așa cum este ilustrat mai jos, unde antenele (zonele galbene) sunt montate pe plăci de circuit imprimate (PCB) (zone verzi), iar plăcile de circuit (zone albastre) pot fi conectate perpendicular pe placa de antenă.
Spațiul de pe aceste plăci de circuit este deja minim, dar tehnologiile emergente explorează structuri plate și mai compacte, ceea ce implică faptul că filtrele și alte blocuri de circuite trebuie să fie semnificativ mai mici pentru a fi montate direct pe partea din spate a PCB -ului antenei.
Impactul toleranțelor de fabricație asupra filtrelor
Având în vedere semnificația filtrelor MMWAVE, toleranțele de fabricație joacă un rol pivot, influențând atât performanța filtrului, cât și costurile.
Pentru a investiga în continuare acești factori, am comparat trei metode distincte de fabricație a filtrului de 26 GHz:
Următorul tabel prezintă toleranțe extreme tipice întâlnite în producție:
Impactul toleranței asupra filtrelor microstrip PCB
După cum este descris mai jos, este prezentat un design de filtru microstrip.
Curba de simulare a proiectării este următoarea:
Pentru a studia efectul toleranței asupra acestui filtru microstrip PCB, au fost selectate opt potențiale toleranțe extreme, dezvăluind diferențe notabile.
Impactul toleranței asupra filtrelor de benzi PCB
Proiectarea filtrului de benzină, prezentată mai jos, este o structură de șapte etape cu plăci dielectrice de 30 MIL RO3003 în partea de sus și de jos.
Rularea este mai puțin abruptă, iar coeficientul dreptunghiular este inferior celui al microstrip din cauza absenței zerourilor în apropierea benzii de trecere, ceea ce duce la o performanță armonică suboptimală la frecvențe îndepărtate.
În mod similar, o analiză de toleranță indică o sensibilitate mai bună în comparație cu liniile microstrip.
Concluzie
Pentru comunicarea wireless 5G pentru a obține viteze mai rapide, tehnologia filtrului MMWAVE care operează la 20 GHz sau frecvențe mai mari este imperativă. Cu toate acestea, provocările persistă în ceea ce privește dimensiunile fizice, stabilitatea toleranței și complexitățile de fabricație.
Astfel, impactul toleranțelor asupra proiectelor trebuie luat în considerare cu atenție. Este evident că filtrele SMT prezintă o stabilitate mai mare decât filtrele de microstrip și stripline, ceea ce sugerează că filtrele de montare a suprafeței SMT pot apărea ca alegere principală pentru viitoarele comunicații 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.
Timpul post: 17-2024 iulie