Công nghệ lọc sóng milimet (MMWave) là một thành phần quan trọng trong việc cho phép giao tiếp không dây 5G chính thống, nhưng nó phải đối mặt với nhiều thách thức về kích thước vật lý, dung sai sản xuất và độ ổn định nhiệt độ.
Trong lĩnh vực giao tiếp không dây 5G chính thống, trọng tâm trong tương lai sẽ chuyển sang sử dụng các tần số trên 20 GHz trong phổ MMWAVE để tăng công suất băng thông, cuối cùng tăng tốc độ truyền.
Người ta biết rằng do tần số cao và tổn thất đường dẫn đáng kể của chúng, các tín hiệu MMWave đòi hỏi ăng-ten nhỏ hơn. Các ăng-ten này được nhóm lại với nhau để tạo thành ăng-ten dầm hẹp, có mức tăng cao.
Một trong những khó khăn chính trong thiết kế bộ lọc nằm ở việc thích nghi với kích thước của ăng-ten, đặc biệt là đối với các bộ lọc tần số cao. Ngoài ra, dung sai sản xuất và tính ổn định nhiệt độ của các bộ lọc ảnh hưởng đáng kể đến mọi khía cạnh của thiết kế và sản xuất sản phẩm.
Các ràng buộc về kích thước trong công nghệ MMWave
Trong các hệ thống mảng ăng -ten truyền thống, khoảng cách giữa các phần tử phải nhỏ hơn một nửa bước sóng (λ/2) để tránh nhiễu. Nguyên tắc này áp dụng như nhau cho ăng -ten hình thành 5G. Chẳng hạn, một ăng -ten hoạt động trong dải 28 GHz có khoảng cách phần tử khoảng 5 mm.conconiny, các thành phần trong mảng phải cực kỳ nhỏ.
Các mảng theo giai đoạn được sử dụng trong các ứng dụng MMWave thường áp dụng thiết kế cấu trúc phẳng, như được minh họa dưới đây, trong đó ăng -ten (khu vực màu vàng) được gắn trên các bảng mạch in (PCB) (khu vực màu xanh lá cây) và bảng mạch (khu vực màu xanh) có thể được kết nối vuông góc với bảng ăng -ten.
Không gian trên các bảng mạch này đã tối thiểu, nhưng các công nghệ mới nổi đang khám phá các cấu trúc phẳng nhỏ gọn hơn, ngụ ý rằng các bộ lọc và các khối mạch khác cần phải nhỏ hơn đáng kể để được gắn trực tiếp vào mặt sau của ăng -ten PCB.
Tác động của dung sai sản xuất lên các bộ lọc
Với tầm quan trọng của các bộ lọc MMWAVE, dung sai sản xuất đóng vai trò then chốt, ảnh hưởng đến cả hiệu suất và chi phí của bộ lọc.
Để điều tra thêm về các yếu tố này, chúng tôi đã so sánh ba phương pháp sản xuất bộ lọc 26 GHz riêng biệt:
Bảng sau đây phác thảo dung sai cực đoan điển hình gặp phải trong sản xuất:
Tác động dung sai lên bộ lọc microstrip PCB
Như được mô tả dưới đây, một thiết kế bộ lọc microstrip được giới thiệu.
Đường cong mô phỏng thiết kế như sau:
Để nghiên cứu tác dụng của dung sai đối với bộ lọc microstrip PCB này, tám dung sai cực đoan tiềm năng đã được chọn, tiết lộ những khác biệt đáng chú ý.
Tác động dung sai lên các bộ lọc dòng PCB
Thiết kế bộ lọc dòng, được hiển thị bên dưới, là cấu trúc bảy giai đoạn với 30 bảng điện môi RO3003 ở trên cùng và dưới cùng.
Việc mở ra ít dốc hơn và hệ số hình chữ nhật kém hơn so với microstrip do không có số 0 gần băng thông, dẫn đến hiệu suất điều hòa dưới mức tối ưu ở các tần số xa.
Tương tự, một phân tích dung sai cho thấy độ nhạy tốt hơn so với các dòng microstrip.
Phần kết luận
Đối với giao tiếp không dây 5G để đạt được tốc độ nhanh hơn, công nghệ bộ lọc MMWAVE hoạt động ở tần số 20 GHz hoặc cao hơn là bắt buộc. Tuy nhiên, những thách thức vẫn tồn tại về kích thước vật lý, độ ổn định dung nạp và phức tạp sản xuất.
Do đó, tác động của dung sai đối với các thiết kế phải được xem xét cẩn thận. Rõ ràng là các bộ lọc SMT thể hiện sự ổn định lớn hơn so với các bộ lọc microstrip và dòng, cho thấy các bộ lọc gắn trên bề mặt SMT có thể xuất hiện như là sự lựa chọn chính cho truyền thông MMWAVE trong tương lai.
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.
Thời gian đăng: Tháng 7-17-2024