A tecnulugia di filtru d'onda millimetrica (mmWave) hè un cumpunente cruciale per permette a cumunicazione wireless 5G mainstream, ma face parechje sfide in termini di dimensioni fisiche, tolleranza di fabricazione è stabilità di a temperatura.
In u regnu di a cumunicazione wireless 5G mainstream, l'attenzione futura si moverà versu l'usu di frequenze sopra 20 GHz in u spettru mmWave per rinfurzà a capacità di larghezza di banda, infine aumentendu i tassi di trasmissione.
Hè ben cunnisciutu chì, per via di e so frequenze elevate è di a perdita di strada significativa, i signali mmWave necessitanu antenne più chjuche. Queste antenne sò raggruppati inseme per furmà antenne di matrice à fasciu strettu, di altu guadagnu.
Una di e difficultà primarie in u disignu di u filtru si trova in l'adattazione à e dimensioni di l'antenna, in particulare per i filtri d'alta frequenza. Inoltre, e tolleranze di fabricazione è a stabilità di a temperatura di i filtri impactanu significativamente ogni aspettu di u disignu è a produzzione di u produttu.
Limitazioni di dimensione in a tecnulugia mmWave
In i sistemi tradiziunali di matrice d'antenna, a spaziatura trà elementi deve esse menu di a mità di a lunghezza d'onda (λ/2) per evità interferenze. Stu principiu si applica ugualmente à l'antenne 5G beamforming. Per esempiu, una antenna chì opera in a banda di 28 GHz hà un spaziu di l'elementu di circa 5 mm. In cunsiquenza, i cumpunenti in l'array deve esse estremamente chjucu.
I matrici in fasi impiegati in l'applicazioni mmWave spessu adoptanu un disignu di struttura planare, cum'è illustratu quì sottu, induve l'antenne (zoni gialli) sò muntate nantu à circuiti stampati (PCB) (zoni verdi), è i circuiti (zoni blu) ponu esse cunnessi perpendicularmente à u bordu di l'antenna.
U spaziu nantu à questi circuiti hè digià minimu, ma i tecnulugii emergenti esploranu strutture piatte ancu più compatte, chì implica chì i filtri è altri blocchi di circuiti anu da esse significativamente più chjuchi per esse muntati direttamente nantu à u spinu di l'antenna PCB.
Impattu di e Tolleranze di Fabricazione nantu à i Filtri
Data l'impurtanza di i filtri mmWave, e tolleranze di fabricazione ghjucanu un rolu pivotale, influenzendu sia u rendiment di u filtru sia u costu.
Per investigà ulteriormente questi fattori, avemu paragunatu trè metudi distinti di fabricazione di filtri 26 GHz:
A tavula seguente delinea tolleranze estreme tipiche incontrate in a produzzione:
Impattu di Tolleranza nantu à i Filtri Microstrip PCB
Comu illustratu quì sottu, un disignu di filtru microstrip hè presentatu.
A curva di simulazione di u disignu hè a siguenti:
Per studià l'effettu di a tolleranza nantu à stu filtru microstrip di PCB, sò stati scelti ottu tolleranze estremi potenziali, chì palesanu differenze notevuli.
Tolerance Impact on PCB Stripline Filters
U disignu di u filtru stripline, mostratu quì sottu, hè una struttura di sette tappe cù pannelli dielettrici RO3003 30 mil in cima è in fondu.
U roll-off hè menu ripidu, è u coefficient rettangulare hè inferjuri à quellu di u microstrip per l'absenza di zeri vicinu à a banda passante, risultatu in un rendimentu armonicu subottimali à frequenze distanti.
In listessu modu, un analisi di tolleranza indica una sensibilità megliu cumparatu cù e linee microstrip.
Cunclusioni
Per a cumunicazione wireless 5G per ottene velocità più veloci, a tecnulugia di filtru mmWave chì opera à 20 GHz o frequenze più alte hè imperativa. Tuttavia, i sfidi persistanu in termini di dimensioni fisiche, stabilità di tolleranza è cumplessità di fabricazione.
Cusì, l'impattu di e tolleranze nantu à i disinni deve esse cunsideratu currettamente. Hè evidenti chì i filtri SMT mostranu una stabilità più grande di i filtri microstrip è stripline, chì suggerenu chì i filtri di superficia SMT ponu emerge cum'è a scelta mainstream per e future comunicazioni mmWave.
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Tempu di post: Jul-17-2024