Millimeter-bylgju (mmWave) síutækni er afgerandi þáttur í að gera almenna 5G þráðlaus samskipti kleift, en samt stendur hún frammi fyrir fjölmörgum áskorunum hvað varðar líkamlegar stærðir, framleiðsluvikmörk og hitastöðugleika.
Á sviði almennra 5G þráðlausra samskipta mun framtíðaráherslan breytast í átt að því að nýta tíðni yfir 20 GHz innan mmWave litrófsins til að auka bandbreiddargetu, að lokum auka flutningshraða.
Það er vel þekkt að vegna hárrar tíðni þeirra og verulegs slóðataps, þurfa mmWave merki smærri loftnet. Þessi loftnet eru flokkuð saman til að mynda þröngt geisla, hástyrk fylkisloftnet.
Einn helsti erfiðleikinn við síuhönnun liggur í aðlögun að stærð loftnetsins, sérstaklega fyrir hátíðni síur. Að auki hafa framleiðsluvikmörk og hitastöðugleiki sía veruleg áhrif á alla þætti vöruhönnunar og framleiðslu.
Stærðartakmarkanir í mmWave tækni
Í hefðbundnum loftnetskerfi verður bilið á milli frumefna að vera minna en helmingur bylgjulengdarinnar (λ/2) til að forðast truflun. Þessi regla á jafnt við um 5G geislaformandi loftnet. Til dæmis hefur loftnet sem starfar á 28 GHz bandinu um það bil 5 mm bil milli þátta. Þar af leiðandi verða íhlutir innan fylkisins að vera mjög litlir.
Áfangafylki sem notuð eru í mmWave forritum samþykkja oft plana uppbyggingu, eins og sýnt er hér að neðan, þar sem loftnet (gul svæði) eru fest á prentplötur (PCB) (græn svæði) og hægt er að tengja hringrásartöflur (blá svæði) hornrétt á loftnetspjald.
Plássið á þessum hringrásarspjöldum er nú þegar í lágmarki, en ný tækni er að kanna enn fyrirferðarmeiri flöt mannvirki, sem gefur til kynna að síur og aðrar hringrásarblokkir þurfi að vera verulega minni til að vera festar beint á bakhlið loftnets PCB.
Áhrif framleiðsluvikmarka á síur
Miðað við mikilvægi mmWave sía, gegna framleiðsluvikmörk lykilhlutverki, sem hefur áhrif á bæði síuafköst og kostnað.
Til að rannsaka þessa þætti frekar, bárum við saman þrjár aðskildar 26 GHz síuframleiðsluaðferðir:
Eftirfarandi tafla lýsir dæmigerðum mikilli vikmörkum sem koma fram við framleiðslu:
Umburðarlyndi áhrif á PCB Microstrip síur
Eins og sýnt er hér að neðan er síuhönnun með microstrip sýnd.
Hönnunarhermiferillinn er sem hér segir:
Til að kanna áhrif þolsins á þessa PCB örstripsíu voru átta möguleg öfgaþol valin, sem leiddi í ljós athyglisverðan mun.
Umburðarlyndi áhrif á PCB Stripline síur
Síuhönnunin, sem sýnd er hér að neðan, er sjö þrepa uppbygging með 30 mil RO3003 rafmagnstöflum efst og neðst.
Rúllan er minna bratt og rétthyrnd stuðullinn er lægri en örræmunnar vegna þess að núll eru ekki nálægt framrásarbandinu, sem leiðir til óákjósanlegrar harmónískrar frammistöðu á fjarlægum tíðnum.
Að sama skapi gefur þolgreining til kynna betra næmni samanborið við microstrip línur.
Niðurstaða
Til að 5G þráðlaus samskipti nái meiri hraða er mmWave síutækni sem starfar á 20 GHz eða hærri tíðni nauðsynleg. Hins vegar eru áskoranir viðvarandi hvað varðar líkamlegar stærðir, stöðugleika umburðarlyndis og flókið framleiðslu.
Því þarf að huga vel að áhrifum frávika á hönnun. Það er augljóst að SMT síur sýna meiri stöðugleika en microstrip og stripline síur, sem bendir til þess að SMT yfirborðsfestingar síur gætu komið fram sem almennt val fyrir framtíðar mmWave samskipti.
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