D'Millimeterwelle- (mmWave-) Filtertechnologie ass eng entscheedend Komponent fir déi allgemeng 5G-drahtlos Kommunikatioun z'erméiglechen, awer si steet virun enger Rei Erausfuerderungen a punkto physikalesch Dimensiounen, Fabrikatiounstoleranzen an Temperaturstabilitéit.
Am Beräich vun der Mainstream 5G drahtloser Kommunikatioun wäert de Fokus zukünfteg op d'Benotzung vu Frequenzen iwwer 20 GHz am mmWave-Spektrum verlagert ginn, fir d'Bandbreetkapazitéit ze verbesseren an letztendlich d'Transmissiounsraten ze erhéijen.
Et ass bekannt, datt mmWellensignaler wéinst hiren héije Frequenzen a bedeitende Weeverloscht méi kleng Antennen erfuerderen. Dës Antennen sinn zesumme gruppéiert fir schmuelstraleg Array-Antennen mat héijem Verstärkungsgrad ze bilden.
Eng vun den Haaptschwieregkeeten beim Filterdesign läit an der Upassung un d'Dimensioune vun der Antenn, besonnesch bei Héichfrequenzfilter. Zousätzlech beaflossen d'Produktiounstoleranzen an d'Temperaturstabilitéit vu Filteren all Aspekt vum Produktdesign a vun der Produktioun wesentlech.
Gréisstbeschränkungen an der mmWave-Technologie
An traditionellen Antennesystemer muss den Ofstand tëscht den Elementer manner wéi d'Halschent vun der Wellelängt (λ/2) sinn, fir Interferenzen ze vermeiden. Dëse Prinzip gëllt och fir 5G-Beamforming-Antennen. Zum Beispill huet eng Antenn, déi am 28 GHz-Band funktionéiert, en Elementofstand vu ronn 5 mm. Dofir mussen d'Komponenten am Antennesystem extrem kleng sinn.
Phased-Arrays, déi a mmWave-Applikatioune benotzt ginn, benotzen dacks e planare Strukturdesign, wéi hei ënnendrënner illustréiert, wou Antennen (giel Beräicher) op gedréckte Leiterplatten (PCBs) (gréng Beräicher) montéiert sinn, a Leiterplatten (blo Beräicher) senkrecht zur Antennenplatte verbonne kënne ginn.
De Plaz op dëse Leiterplatten ass scho minimal, awer nei Technologien entdecken nach méi kompakt flaach Strukturen, wat bedeit datt Filter an aner Leiterblöcke wesentlech méi kleng musse sinn, fir direkt op der Récksäit vun der Antenne-PCB montéiert ze ginn.
Auswierkunge vun de Fabrikatiounstoleranzen op Filteren
Wéinst der Bedeitung vu mmWave-Filteren spillen d'Produktiounstoleranzen eng zentral Roll, andeems se souwuel d'Filterleistung wéi och d'Käschte beaflossen.
Fir dës Faktoren weider z'ënnersichen, hu mir dräi verschidde Methode fir d'Herstellung vu 26 GHz-Filter verglach:
Déi folgend Tabelle weist typesch extrem Toleranzen, déi an der Produktioun optrieden:
Toleranzauswierkung op PCB-Mikrostripfilter
Wéi hei ënnendrënner duergestallt, gëtt en Design vun engem Mikrostripfilter gewisen.
D'Designsimulatiounskurve ass wéi follegt:
Fir den Effekt vun der Toleranz op dëse PCB-Mikrostripfilter ze studéieren, goufen aacht potenziell extrem Toleranzen ausgewielt, déi bemierkenswäert Ënnerscheeder opgedeckt hunn.
Toleranzauswierkung op PCB Stripline Filteren
Den Design vum Stripline-Filter, deen hei ënnendrënner gewisen ass, ass eng siwestufeg Struktur mat 30 mil RO3003 dielektresche Placken uewen an ënnen.
De Roll-off ass manner steil, an de rechteckege Koeffizient ass méi schlecht wéi dee vum Mikrostrip wéinst der Feele vu Nullen no beim Passband, wat zu enger suboptimaler harmonescher Leeschtung bei wäitem Frequenzen féiert.
Ähnlech weist eng Toleranzanalyse eng besser Empfindlechkeet am Verglach mat Mikrostrip-Leitungen.
Conclusioun
Fir datt 5G drahtlos Kommunikatioun méi héich Geschwindegkeete kann erreechen, ass d'mmWave-Filtertechnologie, déi mat 20 GHz oder méi héije Frequenzen funktionéiert, onbedéngt néideg. Wéi och ëmmer, gëtt et weider Erausfuerderungen a punkto physikaleschen Dimensiounen, Toleranzstabilitéit a Produktiounskomplexitéiten.
Dofir muss den Impakt vun Toleranzen op Designen suergfälteg berécksiichtegt ginn. Et ass evident, datt SMT-Filter eng méi grouss Stabilitéit weisen ewéi Mikrostrip- a Stripline-Filter, wat drop hiweist, datt SMT-Uewerflächenmontagefilter als déi gängeg Wiel fir zukünfteg mmWave-Kommunikatioun kéinte ginn.
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.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 17. Juli 2024