Технология фильтров с миллиметровой волной (MMWAVE) является важнейшим компонентом для обеспечения основной беспроводной связи 5G, однако она сталкивается с многочисленными проблемами с точки зрения физических измерений, допусков производства и стабильности температуры.
В сфере основной беспроводной связи 5G будущее направление сместится в сторону использования частот выше 20 ГГц в спектре MMWAVE для повышения пропускной способности, в конечном итоге, повышая скорость передачи.
Хорошо известно, что из-за их высоких частот и значительной потери пути сигналы Mmwave требуют меньших антенн. Эти антенны сгруппированы вместе с образованием узких лучей, массивных антенн с высоким уровнем усиления.
Одна из основных трудностей в дизайне фильтра заключается в адаптации к размерам антенны, особенно для высокочастотных фильтров. Кроме того, производственные допуски и стабильность температуры фильтров значительно влияют на каждый аспект дизайна и производства продукта.
Ограничения размера в технологии MMWAVE
В традиционных системах антенных массивов расстояние между элементами должно быть менее половины длины волны (λ/2), чтобы избежать помех. Этот принцип в равной степени применим к антеннам, формирующим луча 5G. Например, антенна, работающая в полосе 28 ГГц, имеет расстояние между элементами приблизительно 5 ммм. Спектежно, компоненты в массиве должны быть чрезвычайно небольшими.
Поэтапные массивы, используемые в приложениях MMWAVE, часто принимают планарную конструкцию структуры, как показано ниже, где антенны (желтые области) монтируются на печатных платах (PCB) (зеленые области), а платы (синие области) могут быть связаны перпендикулярно к плате антенны.
Пространство на этих плащах уже минимально, но новые технологии изучают еще более компактные плоские структуры, подразумевая, что фильтры и другие блоки схемы должны быть значительно меньше, чтобы быть установленными непосредственно на задней части антенной печатной платы.
Влияние производственных допусков на фильтры
Учитывая значимость фильтров MMWAVE, производственные допуски играют ключевую роль, влияя как на производительность фильтра, так и на стоимость.
Для дальнейшего изучения этих факторов мы сравнили три различных метода производства фильтра 26 ГГц:
В следующей таблице описывается типичные экстремальные допуски, встречающиеся в производстве:
Влияние толерантности на микрополосковые фильтры печатной платы
Как показано ниже, демонстрируется конструкция микрополосков.
Кривая моделирования дизайна следующая:
Чтобы изучить эффект толерантности на этот микропотребительный фильтр печатной платы, были отобраны восемь потенциальных экстремальных допусков, выявляя заметные различия.
Влияние толерантности на фильтры PCB Stripline
Конструкция фильтра стрип-линии, показанная ниже, представляет собой семиэтапную структуру с диэлектрическими платами RO3003 30 мил.
Отказ менее крутой, а прямоугольный коэффициент уступает микрополосков из-за отсутствия нулей вблизи полосы пропускания, что приводит к неоптимальной гармонической производительности на далеких частотах.
Точно так же анализ толерантности указывает на лучшую чувствительность по сравнению с микрополосковыми линиями.
Заключение
Для беспроводной связи 5G для достижения более высоких скоростей технология MMWave Filter, работающая на 20 ГГц или более высокие частоты, является обязательным условием. Тем не менее, проблемы сохраняются с точки зрения физических измерений, устойчивости толерантности и сложностей производства.
Таким образом, влияние допусков на конструкции должно быть тщательно рассмотрено. Очевидно, что фильтры SMT демонстрируют большую стабильность, чем микрополосковые фильтры и фильтры по стриптизме, что позволяет предположить, что фильтры SMT Surface-Mount могут появиться в качестве основного выбора для будущих сообщений 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.
Время сообщения: июль-17-2024