Ang teknolohiyang Millimeter-wave (mmWave) filter ay isang mahalagang bahagi sa pagpapagana ng mainstream na 5G wireless communication, ngunit nahaharap ito sa maraming hamon sa mga tuntunin ng pisikal na dimensyon, mga tolerance sa pagmamanupaktura, at katatagan ng temperatura.
Sa larangan ng mainstream na 5G wireless communication, ang pokus sa hinaharap ay lilipat sa paggamit ng mga frequency na higit sa 20 GHz sa loob ng mmWave spectrum upang mapahusay ang kapasidad ng bandwidth, na sa huli ay magpapalakas ng mga rate ng transmission.
Kilalang-kilala na dahil sa kanilang matataas na frequency at malaking path loss, ang mga mmWave signal ay nangangailangan ng mas maliliit na antenna. Ang mga antenna na ito ay pinagsama-sama upang bumuo ng mga narrow-beam, high-gain array antenna.
Isa sa mga pangunahing kahirapan sa disenyo ng filter ay ang pag-aangkop sa mga sukat ng antenna, lalo na para sa mga high-frequency filter. Bukod pa rito, ang mga tolerance sa paggawa at katatagan ng temperatura ng mga filter ay may malaking epekto sa bawat aspeto ng disenyo at produksyon ng produkto.
Mga Limitasyon sa Sukat sa Teknolohiya ng mmWave
Sa mga tradisyunal na sistema ng antenna array, ang pagitan sa pagitan ng mga elemento ay dapat na mas mababa sa kalahati ng wavelength (λ/2) upang maiwasan ang interference. Ang prinsipyong ito ay pantay na naaangkop sa mga 5G beamforming antenna. Halimbawa, ang isang antenna na tumatakbo sa 28 GHz band ay may pagitan ng elemento na humigit-kumulang 5 mm. Dahil dito, ang mga bahagi sa loob ng array ay dapat na napakaliit.
Ang mga phased array na ginagamit sa mga aplikasyon ng mmWave ay kadalasang gumagamit ng planar structure design, gaya ng inilalarawan sa ibaba, kung saan ang mga antenna (mga dilaw na bahagi) ay nakakabit sa mga printed circuit board (PCB) (mga berdeng bahagi), at ang mga circuit board (mga asul na bahagi) ay maaaring ikonekta nang patayo sa antenna board.
Maliit na lamang ang espasyo sa mga circuit board na ito, ngunit ang mga umuusbong na teknolohiya ay nagsisiyasat ng mas siksik at patag na mga istruktura, na nagpapahiwatig na ang mga filter at iba pang mga circuit block ay kailangang maging mas maliit upang direktang mai-mount sa likod ng antenna PCB.
Epekto ng mga Toleransya sa Paggawa sa mga Filter
Dahil sa kahalagahan ng mga mmWave filter, ang mga tolerance sa pagmamanupaktura ay gumaganap ng isang mahalagang papel, na nakakaimpluwensya sa parehong pagganap at gastos ng filter.
Para sa karagdagang pagsisiyasat sa mga salik na ito, pinaghambing namin ang tatlong magkakaibang paraan ng paggawa ng 26 GHz na filter:
Ang sumusunod na talahanayan ay nagbabalangkas ng mga tipikal na matinding tolerasyon na nakatagpo sa produksyon:
Epekto ng Tolerance sa mga PCB Microstrip Filter
Gaya ng ipinapakita sa ibaba, ipinapakita ang disenyo ng microstrip filter.
Ang kurba ng simulasyon ng disenyo ay ang mga sumusunod:
Upang pag-aralan ang epekto ng tolerance sa PCB microstrip filter na ito, walong potensyal na matinding tolerance ang napili, na nagpapakita ng mga kapansin-pansing pagkakaiba.
Epekto ng Tolerance sa mga PCB Stripline Filter
Ang disenyo ng stripline filter, na ipinapakita sa ibaba, ay isang pitong-yugtong na istraktura na may 30 mil RO3003 dielectric boards sa itaas at ibaba.
Hindi gaanong matarik ang roll-off, at ang rectangular coefficient ay mas mababa kaysa sa microstrip dahil sa kawalan ng mga zero malapit sa passband, na nagreresulta sa suboptimal na harmonic performance sa malalayong frequency.
Katulad nito, ang isang pagsusuri ng tolerance ay nagpapahiwatig ng mas mahusay na sensitivity kumpara sa mga microstrip lines.
Konklusyon
Para sa mas mabilis na bilis ng 5G wireless communication, mahalaga ang teknolohiyang mmWave filter na tumatakbo sa 20 GHz o mas mataas na frequency. Gayunpaman, nananatili ang mga hamon sa mga tuntunin ng pisikal na dimensyon, katatagan ng tolerance, at mga komplikasyon sa pagmamanupaktura.
Kaya naman, ang epekto ng mga tolerance sa mga disenyo ay dapat na maingat na isaalang-alang. Maliwanag na ang mga SMT filter ay nagpapakita ng higit na katatagan kaysa sa mga microstrip at stripline filter, na nagmumungkahi na ang mga SMT surface-mount filter ay maaaring lumitaw bilang pangunahing pagpipilian para sa mga komunikasyon sa mmWave sa hinaharap.
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.
Oras ng pag-post: Hulyo 17, 2024