Millimeter-Wave (MMWave) filterteknologi är en avgörande komponent för att möjliggöra mainstream 5G trådlös kommunikation, men den står dock inför många utmaningar när det gäller fysiska dimensioner, tillverkningstoleranser och temperaturstabilitet.
I området för mainstream 5G trådlös kommunikation kommer det framtida fokuset att förändras mot att använda frekvenser över 20 GHz inom MMWAVE -spektrumet för att förbättra bandbreddskapaciteten, vilket i slutändan ökar överföringshastigheterna.
Det är välkänt att på grund av deras höga frekvenser och betydande vägförlust kräver MMWAVE-signaler mindre antenner. Dessa antenner är grupperade för att bilda smalstråle, högförstärkningsarrayantenner.
En av de primära svårigheterna i filterdesign ligger i att anpassa sig till antennens dimensioner, särskilt för högfrekventa filter. Dessutom påverkar tillverkningstoleranserna och temperaturstabiliteten för filter betydligt alla aspekter av produktdesign och produktion.
Storleksbegränsningar i MMWAVE -teknik
I traditionella antennuppsättningar måste avståndet mellan element vara mindre än hälften av våglängden (λ/2) för att undvika störningar. Denna princip gäller lika för 5G -strålningsantenner. Till exempel har en antenn som arbetar i 28 GHz -bandet ett elementavstånd på cirka 5 mm.
Faserade matriser som används i MMWAVE -applikationer använder ofta en plan strukturdesign, som illustreras nedan, där antenner (gula områden) är monterade på tryckta kretskort (PCB) (gröna områden), och kretskort (blå områden) kan anslutas vinkelrätt till antennskivan.
Utrymmet på dessa kretskort är redan minimalt, men nya tekniker undersöker ännu mer kompakta platta strukturer, vilket innebär att filter och andra kretsblock måste vara betydligt mindre för att monteras direkt på baksidan av antennens PCB.
Påverkan av tillverkningstoleranser på filter
Med tanke på betydelsen av MMWAVE -filter spelar tillverkningstoleranser en viktig roll, vilket påverkar både filterprestanda och kostnad.
För att ytterligare undersöka dessa faktorer jämförde vi tre distinkta 26 GHz filtertillverkningsmetoder:
Följande tabell beskriver typiska extrema toleranser som uppstår i produktionen:
Toleranspåverkan på PCB -mikrostripfilter
Som visas nedan visas en mikrostripfilterdesign.
Designsimuleringskurvan är som följer:
För att studera toleransens effekt på detta PCB -mikrostripfilter valdes åtta potentiella extrema toleranser, vilket avslöjade anmärkningsvärda skillnader.
Toleranspåverkan på PCB -striplinjesfilter
Stripline-filterdesignen, som visas nedan, är en sjustegsstruktur med 30 MIL RO3003 dielektriska kort i toppen och botten.
Avrullningen är mindre brant, och den rektangulära koefficienten är underlägsen den för mikrostripen på grund av frånvaron av nollor nära passbandet, vilket resulterar i suboptimal harmonisk prestanda vid avlägsna frekvenser.
På liknande sätt indikerar en toleransanalys bättre känslighet jämfört med mikrostriplinjer.
Slutsats
För 5G trådlös kommunikation för att uppnå snabbare hastigheter är MMWave -filterteknologi som arbetar med 20 GHz eller högre frekvenser nödvändigt. Men utmaningar kvarstår när det gäller fysiska dimensioner, toleransstabilitet och tillverkningskomplexitet.
Således måste påverkan av toleranser på mönster övervägas noggrant. Det är uppenbart att SMT-filter uppvisar större stabilitet än mikrostrip- och stripline-filter, vilket antyder att SMT-ytmonteringsfilter kan dyka upp som mainstream-valet för framtida 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