Millimetrabylgjusíutækni (mmWave) er mikilvægur þáttur í að gera 5G þráðlaus samskipti möguleg, en hún stendur frammi fyrir fjölmörgum áskorunum hvað varðar efnislegar stærðir, framleiðsluþol og hitastigsstöðugleika.
Í almennum 5G þráðlausum samskiptum mun framtíðaráherslan færast í átt að því að nota tíðni yfir 20 GHz innan mmbylgjusviðsins til að auka bandbreidd og að lokum auka flutningshraða.
Það er vel þekkt að vegna hárrar tíðni og verulegs leiðartaps þurfa mmbylgjumerki minni loftnet. Þessi loftnet eru flokkuð saman til að mynda þrönggeisla loftnet með mikilli ávinningi.
Einn helsti erfiðleikinn við hönnun sía felst í aðlögun að stærð loftnetsins, sérstaklega fyrir hátíðnisíur. Að auki hafa framleiðsluþol og hitastigsstöðugleiki sía veruleg áhrif á alla þætti vöruhönnunar og framleiðslu.
Stærðartakmarkanir í mmWave tækni
Í hefðbundnum loftnetsfylkingarkerfum verður bilið milli loftnetsþátta að vera minna en helmingur bylgjulengdarinnar (λ/2) til að forðast truflanir. Þessi meginregla á einnig við um 5G geislamyndandi loftnet. Til dæmis hefur loftnet sem starfar á 28 GHz bandinu um það bil 5 mm bil á milli loftnetsþátta. Þar af leiðandi verða íhlutir innan fylkingarinnar að vera afar litlir.
Fasatengdar fylki sem notaðar eru í millimbylgjuforritum eru oft með flatri uppbyggingu, eins og sýnt er hér að neðan, þar sem loftnet (gul svæði) eru fest á prentaðar rafrásarplötur (PCB) (græn svæði) og rafrásarplötur (blá svæði) er hægt að tengja hornrétt á loftnetsplötuna.
Plássið á þessum rafrásarplötum er þegar takmarkað, en nýjar tækniframfarir eru að kanna enn þéttari flatar byggingar, sem þýðir að síur og aðrar rafrásarblokkir þurfa að vera verulega minni til að festa beint á bakhlið loftnets-printplötunnar.
Áhrif framleiðsluþols á síur
Miðað við mikilvægi mmWave-sía gegna framleiðsluvikmörk lykilhlutverki og hafa áhrif á bæði afköst og kostnað sía.
Til að rannsaka þessa þætti frekar bárum við saman þrjár mismunandi framleiðsluaðferðir fyrir 26 GHz síur:
Eftirfarandi tafla sýnir dæmigerð öfgafull vikmörk sem koma fyrir í framleiðslu:
Áhrif þols á PCB örstripsíur
Eins og sýnt er hér að neðan er sýnd hönnun á örstrip síu.
Hönnunarhermunarkúrfan er sem hér segir:
Til að kanna áhrif vikmörkanna á þessa PCB örstripsíu voru átta möguleg öfgavikmörk valin, sem leiddu í ljós verulegan mun.
Áhrif þols á PCB Stripline síur
Röndsíunarhönnunin, sem sýnd er hér að neðan, er sjö þrepa uppbygging með 30 mil RO3003 díelektrískum plötum efst og neðst.
Afrennslisstuðullinn er ekki eins brattur og rétthyrningsstuðullinn er lakari en hjá örröndinni vegna skorts á núllum nálægt hljóðbandinu, sem leiðir til ófullnægjandi harmonískrar frammistöðu á fjarlægum tíðnum.
Á sama hátt bendir þolgreining til betri næmis samanborið við örstriplínur.
Niðurstaða
Til þess að 5G þráðlaus samskipti geti náð hraðari hraða er mmWave síutækni sem starfar á 20 GHz eða hærri tíðni nauðsynleg. Hins vegar eru enn áskoranir hvað varðar efnislegar stærðir, þolstöðugleika og flækjustig í framleiðslu.
Því verður að íhuga vandlega áhrif vikmörk á hönnun. Það er augljóst að SMT síur sýna meiri stöðugleika en örstrip- og ræmusíur, sem bendir til þess að SMT yfirborðsfestingarsíur gætu orðið vinsælasti kosturinn fyrir framtíðar millimetrabylgjusamskipti.
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.
Birtingartími: 17. júlí 2024