Die Millimeter-Wave-Filtertechnologie (MMWAVE) ist eine entscheidende Komponente für die Ermöglichung der maßgeblichen 5G-drahtlosen Kommunikation. Sie steht jedoch zahlreichen Herausforderungen in Bezug auf physische Abmessungen, Herstellungsverträglichkeiten und Temperaturstabilität.
Im Bereich der Mainstream -5G -drahtlosen Kommunikation wird sich der zukünftige Fokus auf die Verwendung von Frequenzen über 20 GHz innerhalb des MMWAVE -Spektrums verlagern, um die Bandbreitenkapazität zu verbessern und letztendlich die Übertragungsraten zu steigern.
Es ist bekannt, dass MMWAVE-Signale aufgrund ihrer hohen Frequenzen und ihres signifikanten Pfadverlusts kleinere Antennen erforderlich machen. Diese Antennen werden zu einem schmalen Strahl mit hohem Antennen mit hoher Verstärkungsanlagen zusammengefasst.
Eine der Hauptschwierigkeiten beim Filterdesign liegt in der Anpassung an die Abmessungen der Antenne, insbesondere für Hochfrequenzfilter. Darüber hinaus wirken sich die Herstellungsverträglichkeiten und die Temperaturstabilität von Filtern auf jeden Aspekt des Produktdesigns und der Produktion erheblich aus.
Größenbeschränkungen in der MMWAVE -Technologie
In herkömmlichen Antennenarray -Systemen muss der Abstand zwischen den Elementen weniger als die Hälfte der Wellenlänge (λ/2) betragen, um Interferenzen zu vermeiden. Dieses Prinzip gilt gleichermaßen für 5G -Strahlformantennen. Beispielsweise hat eine Antenne, die im 28 -GHz -Band arbeitet, einen Elementabstand von ca. 5 mm. Angesagt, müssen Komponenten innerhalb des Arrays extrem klein sein.
Phased -Arrays, die in MMWAVE -Anwendungen verwendet werden, nehmen häufig ein planares Strukturdesign an, wie unten dargestellt, wobei Antennen (gelbe Bereiche) auf gedruckten Leiterplatten (PCB) (grüne Bereiche) montiert werden, und Leiterplatten (blaue Bereiche) können senkrecht an die Antena -Karte angeschlossen werden.
Der Raum auf diesen Leiterplatten ist bereits minimal, aber aufstrebende Technologien untersuchen noch kompaktere flache Strukturen, was impliziert, dass Filter und andere Schaltungsblöcke erheblich kleiner sein müssen, um direkt auf der Rückseite der Antennen -PCB montiert zu werden.
Auswirkungen von Herstellungsverträglichkeiten auf Filter
Angesichts der Bedeutung von MMWAVE -Filtern spielen Fertigungstoleranzen eine zentrale Rolle und beeinflussen sowohl die Filterleistung als auch die Kosten.
Um diese Faktoren weiter zu untersuchen, haben wir drei verschiedene 26 -GHz -Filterherstellungsmethoden verglichen:
In der folgenden Tabelle werden typische extreme Toleranzen beschrieben, die in der Produktion auftreten:
Toleranzauswirkungen auf PCB -Mikrostreifenfilter
Wie unten dargestellt, wird ein Microstrip -Filterdesign gezeigt.
Die Designsimulationskurve lautet wie folgt:
Um den Effekt der Toleranz auf diesen PCB -Microstrip -Filter zu untersuchen, wurden acht potenzielle extreme Toleranzen ausgewählt, was bemerkenswerte Unterschiede aufzeigte.
Toleranzauswirkungen auf PCB -Stripline -Filter
Das unten gezeigte Stripline-Filterdesign ist eine siebenstufige Struktur mit 30 mil RO3003-Dielektrikumplatten oben und unten.
Der Roll-Off ist weniger steil, und der rechteckige Koeffizient ist aufgrund des Fehlens von Nullen in der Nähe des Passbandes der des Mikrostreifens unterlegen, was zu einer suboptimalen harmonischen Leistung bei entfernten Frequenzen führt.
In ähnlicher Weise zeigt eine Toleranzanalyse eine bessere Empfindlichkeit im Vergleich zu Microstrip -Linien.
Abschluss
Für 5G -drahtlose Kommunikation, um schnellere Geschwindigkeiten zu erreichen, ist die MMWAVE -Filtertechnologie bei 20 GHz oder höhere Frequenzen unerlässlich. Die Herausforderungen bestehen jedoch in Bezug auf physische Dimensionen, Toleranzstabilität und Komplexität der Herstellung.
Daher müssen die Auswirkungen von Toleranzen auf Designs sorgfältig berücksichtigt werden. Es ist offensichtlich, dass SMT-Filter eine höhere Stabilität aufweisen als Mikrostreifen- und Stripline-Filter, was darauf hindeutet, dass SMT-Oberflächenfilter als Mainstream-Wahl für zukünftige MMWAVE-Kommunikation entstehen können.
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.
Postzeit: Jul-17-2024