La technologie du filtre à onde millimétrique (MMWAVE) est un élément crucial pour permettre la communication sans fil 5G traditionnelle, mais elle fait face à de nombreux défis en termes de dimensions physiques, de tolérances de fabrication et de stabilité de la température.
Dans le domaine de la communication sans fil 5G traditionnelle, l'objectif futur se déplacera vers l'utilisation des fréquences supérieures à 20 GHz dans le spectre MMWAVE pour améliorer la capacité de bande passante, ce qui augmente finalement les taux de transmission.
Il est bien connu qu'en raison de leurs hautes fréquences et de leur perte de chemin importante, les signaux MMWAVE nécessitent des antennes plus petites. Ces antennes sont regroupées pour former des antennes de réseau à poutres étroites.
L'une des principales difficultés de conception du filtre réside dans l'adaptation aux dimensions de l'antenne, en particulier pour les filtres à haute fréquence. De plus, les tolérances de fabrication et la stabilité de la température des filtres ont un impact significatif sur tous les aspects de la conception et de la production des produits.
Contraintes de taille dans la technologie MMWAVE
Dans les systèmes de réseaux d'antennes traditionnels, l'espacement entre les éléments doit être inférieur à la moitié de la longueur d'onde (λ / 2) pour éviter les interférences. Ce principe s'applique également aux antennes de formation de faisceau 5G. Par exemple, une antenne opérant dans la bande 28 GHz a un espacement des éléments d'environ 5 mm. Composant, les composants dans le tableau doivent être extrêmement petits.
Les tableaux progressifs utilisés dans les applications MMWAVE adoptent souvent une conception de structure planaire, comme illustré ci-dessous, où les antennes (zones jaunes) sont montées sur des circuits imprimés (PCB) (zones vertes) et les circuits imprimés (zones bleues) peuvent être connectés perpendiculaires à la carte d'antenne.
L'espace de ces cartes de circuits imprimés est déjà minime, mais les technologies émergentes explorent des structures plates encore plus compactes, ce qui implique que les filtres et autres blocs de circuits doivent être nettement plus petits pour être montés directement à l'arrière du PCB de l'antenne.
Impact des tolérances de fabrication sur les filtres
Compte tenu de l'importance des filtres MMWAVE, les tolérances de fabrication jouent un rôle central, influençant à la fois les performances du filtre et le coût.
Pour approfondir ces facteurs, nous avons comparé trois méthodes de fabrication de filtre à 26 GHz distinctes:
Le tableau suivant décrit les tolérances extrêmes typiques rencontrées dans la production:
Impact de la tolérance sur les filtres à microruban PCB
Comme illustré ci-dessous, une conception de filtre à microstrip est présentée.
La courbe de simulation de conception est la suivante:
Pour étudier l'effet de la tolérance sur ce filtre microruban PCB, huit tolérances extrêmes potentielles ont été sélectionnées, révélant des différences notables.
Impact de la tolérance sur les filtres à stripline PCB
La conception du filtre à rayures, illustrée ci-dessous, est une structure à sept étapes avec des planches diélectriques de 30 mil RO3003 en haut et en bas.
Le déploiement est moins raide et le coefficient rectangulaire est inférieur à celui du microruban en raison de l'absence de zéros près de la bande passante, entraînant des performances harmoniques sous-optimales à des fréquences lointaines.
De même, une analyse de tolérance indique une meilleure sensibilité par rapport aux lignes microrubanes.
Conclusion
Pour la communication sans fil 5G pour atteindre des vitesses plus rapides, la technologie du filtre MMWAVE fonctionnant à 20 GHz ou des fréquences plus élevées est impérative. Cependant, les défis persistent en termes de dimensions physiques, de stabilité de tolérance et de complexités de fabrication.
Ainsi, l'impact des tolérances sur les conceptions doit être soigneusement pris en compte. Il est évident que les filtres SMT présentent une plus grande stabilité que les filtres microrubans et stripline, ce qui suggère que les filtres à montage de surface SMT peuvent émerger comme le choix grand public pour les futures communications 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.
Temps de poste: juillet-17-2024