Ang teknolohiya ng filter ng Millimeter-wave (mmWave) ay isang mahalagang bahagi sa pagpapagana ng mainstream na 5G wireless na komunikasyon, ngunit nahaharap ito sa maraming hamon sa mga tuntunin ng mga pisikal na dimensyon, pagpapaubaya sa pagmamanupaktura, at katatagan ng temperatura.
Sa larangan ng mainstream na 5G wireless na komunikasyon, lilipat ang focus sa hinaharap patungo sa paggamit ng mga frequency sa itaas ng 20 GHz sa loob ng mmWave spectrum upang pahusayin ang kapasidad ng bandwidth, sa huli ay papataasin ang mga rate ng transmission.
Kilalang-kilala na dahil sa kanilang mataas na frequency at makabuluhang pagkawala ng landas, ang mga signal ng mmWave ay nangangailangan ng mas maliliit na antenna. Ang mga antenna na ito ay pinagsama-sama upang bumuo ng narrow-beam, high-gain array antenna.
Ang isa sa mga pangunahing kahirapan sa disenyo ng filter ay nasa pag-angkop sa mga sukat ng antenna, lalo na para sa mga filter na may mataas na dalas. Bukod pa rito, malaki ang epekto ng mga pagpapaubaya sa pagmamanupaktura at katatagan ng temperatura ng mga filter sa bawat aspeto ng disenyo at produksyon ng produkto.
Mga Limitasyon sa Laki sa Teknolohiya ng mmWave
Sa tradisyunal na mga sistema ng array ng antenna, ang spacing 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 nalalapat sa mga 5G beamforming antenna. Halimbawa, ang antenna na gumagana sa 28 GHz band ay may element spacing 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 application ng mmWave ay kadalasang gumagamit ng planar structure na disenyo, tulad ng inilalarawan sa ibaba, kung saan ang mga antenna (dilaw na lugar) ay naka-mount sa mga naka-print na circuit board (PCB) (mga berdeng lugar), at ang mga circuit board (asul na lugar) ay maaaring konektado patayo sa antenna board.
Ang espasyo sa mga circuit board na ito ay kaunti na, ngunit ang mga umuusbong na teknolohiya ay nag-e-explore ng higit pang mga compact na flat structure, na nagpapahiwatig na ang mga filter at iba pang mga circuit block ay kailangang mas maliit upang direktang mai-mount sa likod ng antenna PCB.
Epekto ng Mga Pagpapahintulot sa Paggawa sa Mga Filter
Dahil sa kahalagahan ng mga filter ng mmWave, ang mga pagpapaubaya sa pagmamanupaktura ay gumaganap ng isang mahalagang papel, na nakakaimpluwensya sa parehong pagganap ng filter at gastos.
Upang higit pang imbestigahan ang mga salik na ito, inihambing namin ang tatlong natatanging paraan ng pagmamanupaktura ng filter na 26 GHz:
Binabalangkas ng sumusunod na talahanayan ang mga tipikal na matinding pagpapaubaya na nararanasan sa produksyon:
Epekto sa Pagpaparaya sa Mga Filter ng Microstrip ng PCB
Gaya ng inilalarawan sa ibaba, isang microstrip na disenyo ng filter ang ipinapakita.
Ang curve ng simulation ng disenyo ay ang mga sumusunod:
Upang pag-aralan ang epekto ng pagpapaubaya sa PCB microstrip filter na ito, walong potensyal na matinding pagpapaubaya ang napili, na nagpapakita ng mga kapansin-pansing pagkakaiba.
Epekto sa Pagpaparaya sa Mga Filter ng Stripline ng PCB
Ang stripline na disenyo ng filter, na ipinapakita sa ibaba, ay isang pitong yugto na istraktura na may 30 mil RO3003 dielectric board sa itaas at ibaba.
Ang roll-off ay hindi gaanong matarik, 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 na pagganap sa malalayong frequency.
Katulad nito, ang isang pagsusuri sa pagpapaubaya ay nagpapahiwatig ng mas mahusay na sensitivity kumpara sa mga linya ng microstrip.
Konklusyon
Para sa 5G wireless na komunikasyon upang makamit ang mas mabilis na bilis, ang teknolohiya ng filter ng mmWave na tumatakbo sa 20 GHz o mas mataas na mga frequency ay kinakailangan. Gayunpaman, nagpapatuloy ang mga hamon sa mga tuntunin ng mga pisikal na dimensyon, katatagan ng pagpapaubaya, at mga kumplikadong pagmamanupaktura.
Kaya, ang epekto ng pagpapahintulot sa mga disenyo ay dapat na maingat na isaalang-alang. Maliwanag na ang mga filter ng SMT ay nagpapakita ng higit na katatagan kaysa sa mga filter ng microstrip at stripline, na nagmumungkahi na ang mga filter ng surface-mount na SMT ay maaaring lumabas bilang pangunahing pagpipilian para sa hinaharap na mga komunikasyon sa 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.
Oras ng post: Hul-17-2024