Millimeter-Wave (MMWAVE) filterteknologi er en afgørende komponent til at muliggøre mainstream 5G trådløs kommunikation, men alligevel står den over for adskillige udfordringer med hensyn til fysiske dimensioner, fremstillingstolerancer og temperaturstabilitet.
På området for mainstream 5G trådløs kommunikation vil det fremtidige fokus ændre sig mod at anvende frekvenser over 20 GHz inden for MMWave -spektret for at forbedre båndbreddekapaciteten, hvilket i sidste ende øger transmissionshastighederne.
Det er velkendt, at MMWAVE-signaler på grund af deres høje frekvenser og signifikante sti-tab kræver mindre antenner. Disse antenner er samlet sammen for at danne smalstråle, høje gain-array-antenner.
En af de primære vanskeligheder med filterdesign ligger i tilpasning til antennens dimensioner, især for højfrekvente filtre. Derudover påvirker fremstillingstolerancerne og temperaturstabiliteten af filtre markant alle aspekter af produktdesign og produktion.
Størrelsesbegrænsninger i mmwave -teknologi
I traditionelle antennearray -systemer skal afstanden mellem elementer være mindre end halvdelen af bølgelængden (λ/2) for at undgå interferens. Dette princip gælder ligeledes for 5G stråleformende antenner. For eksempel har en antenne, der opererer i 28 GHz -båndet, et elementafstand på ca. 5 mm. Konserverende, komponenter inden for matrixen skal være ekstremt små.
Fasede arrays, der er anvendt i mmwave -applikationer, vedtager ofte et plant strukturdesign, som illustreret nedenfor, hvor antenner (gule områder) er monteret på trykte kredsløbskort (PCB) (grønne områder), og kredsløbskort (blå områder) kan forbindes vinkelret på antennebrættet.
Rummet på disse kredsløbskort er allerede minimal, men nye teknologier undersøger endnu mere kompakte flade strukturer, hvilket antyder, at filtre og andre kredsløbsblokke skal være markant mindre for at blive monteret direkte på bagsiden af antennen PCB.
Virkningen af fremstillingstolerancer på filtre
I betragtning af betydningen af MMWave -filtre spiller fremstillingstolerancer en central rolle og påvirker både filterydelse og omkostninger.
For yderligere at undersøge disse faktorer sammenlignede vi tre forskellige 26 GHz -filterfremstillingsmetoder:
Følgende tabel skitserer typiske ekstreme tolerancer, der er stødt på produktion:
Tolerancepåvirkning på PCB -mikrostripfiltre
Som afbildet nedenfor vises et mikrostrip -filterdesign.
Designsimuleringskurven er som følger:
For at studere tolerancens virkning på dette PCB -mikrostripfilter blev otte potentielle ekstreme tolerancer valgt, hvilket afslørede bemærkelsesværdige forskelle.
Tolerancepåvirkning på PCB -stripline -filtre
Stripline-filterdesignet, der er vist nedenfor, er en syv-trins struktur med 30 mil RO3003 dielektriske plader øverst og nederst.
Roll-off er mindre stejl, og den rektangulære koefficient er ringere end mikrostripen på grund af fraværet af nuller nær passbåndet, hvilket resulterer i suboptimal harmonisk ydeevne ved fjerne frekvenser.
Tilsvarende indikerer en toleranceanalyse bedre følsomhed sammenlignet med mikrostriplinjer.
Konklusion
For 5G trådløs kommunikation for at opnå hurtigere hastigheder er MMWave -filterteknologi, der fungerer ved 20 GHz eller højere frekvenser, bydende nødvendigt. Udfordringer fortsætter imidlertid med hensyn til fysiske dimensioner, tolerancestabilitet og fremstilling af kompleksiteter.
Således skal virkningen af tolerancer på design overvejes omhyggeligt. Det er tydeligt, at SMT-filtre udviser større stabilitet end mikrostrip- og striplinefiltre, hvilket antyder, at SMT-overflademonteringsfiltre kan fremstå som mainstream-valget for fremtidige MMWave-kommunikation.
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.
Posttid: Jul-17-2024