Միլիմետրային ալիքի (մմՎ) ֆիլտրի տեխնոլոգիան կարևորագույն բաղադրիչ է 5G անլար հաղորդակցության ապահովման գործում, սակայն այն բախվում է բազմաթիվ մարտահրավերների՝ ֆիզիկական չափերի, արտադրական հանդուրժողականության և ջերմաստիճանի կայունության առումով։
Հիմնական 5G անլար կապի ոլորտում ապագայում ուշադրությունը կկենտրոնանա մմ-ալիքային սպեկտրի շրջանակներում 20 ԳՀց-ից բարձր հաճախականությունների օգտագործման վրա՝ թողունակությունը մեծացնելու, վերջնական արդյունքում՝ փոխանցման արագությունը բարձրացնելու համար։
Հայտնի է, որ բարձր հաճախականությունների և զգալի ուղու կորստի պատճառով մմ-ալիքային ազդանշանները պահանջում են ավելի փոքր անտենաներ։ Այս անտենաները խմբավորվում են միասին՝ կազմելով նեղ ճառագայթով, բարձր ուժեղացմամբ մատրիցային անտենաներ։
Ֆիլտրերի նախագծման հիմնական դժվարություններից մեկը կայանում է անտենայի չափսերին հարմարվելու մեջ, հատկապես բարձր հաճախականության ֆիլտրերի դեպքում: Բացի այդ, ֆիլտրերի արտադրական հանդուրժողականությունները և ջերմաստիճանային կայունությունը զգալիորեն ազդում են արտադրանքի նախագծման և արտադրության յուրաքանչյուր կողմի վրա:
Չափի սահմանափակումներ մմ-ալիքային տեխնոլոգիայում
Ավանդական անտենային մատրիցային համակարգերում տարրերի միջև հեռավորությունը պետք է լինի ալիքի երկարության կեսից (λ/2) փոքր՝ միջամտությունից խուսափելու համար: Այս սկզբունքը հավասարապես վերաբերում է 5G ճառագայթաձևող անտենաներին: Օրինակ, 28 ԳՀց հաճախականության տիրույթում գործող անտենան ունի մոտավորապես 5 մմ տարրերի միջև հեռավորությունը: Հետևաբար, մատրիցի ներսում գտնվող բաղադրիչները պետք է լինեն չափազանց փոքր:
mmWave կիրառություններում օգտագործվող փուլային մատրիցները հաճախ ընդունում են հարթ կառուցվածքի դիզայն, ինչպես պատկերված է ստորև, որտեղ անտենաները (դեղին տարածքներ) տեղադրված են տպագիր միկրոսխեմաների (PCB) վրա (կանաչ տարածքներ), իսկ միկրոսխեմաները (կապույտ տարածքներ) կարող են միացվել անտենայի միկրոսխեմային ուղղահայաց։
Այս տպատախտակների վրա տեղն արդեն նվազագույն է, բայց զարգացող տեխնոլոգիաները ուսումնասիրում են ավելի կոմպակտ հարթ կառուցվածքներ, ինչը ենթադրում է, որ ֆիլտրերը և այլ տպատախտակների բլոկները պետք է զգալիորեն փոքր լինեն՝ անտենայի տպատախտակի հետևի մասում անմիջապես տեղադրելու համար։
Արտադրական հանդուրժողականությունների ազդեցությունը ֆիլտրերի վրա
Հաշվի առնելով mmWave ֆիլտրերի նշանակությունը, արտադրական հանդուրժողականությունները կարևոր դեր են խաղում՝ ազդելով ինչպես ֆիլտրի աշխատանքի, այնպես էլ արժեքի վրա։
Այս գործոնները ավելի մանրամասն ուսումնասիրելու համար մենք համեմատեցինք 26 ԳՀց հաճախականությամբ ֆիլտրերի արտադրության երեք տարբեր մեթոդներ՝
Հետևյալ աղյուսակը ներկայացնում է արտադրության մեջ հանդիպող բնորոշ ծայրահեղ հանդուրժողականությունները.
Հանդուրժողականության ազդեցությունը PCB միկրոշերտային ֆիլտրերի վրա
Ինչպես պատկերված է ստորև, ներկայացված է միկրոշերտային ֆիլտրի դիզայնը։
Դիզայնի սիմուլյացիայի կորը հետևյալն է.
Այս PCB միկրոշերտային ֆիլտրի վրա հանդուրժողականության ազդեցությունն ուսումնասիրելու համար ընտրվել են ութ հնարավոր ծայրահեղ հանդուրժողականություններ, որոնք բացահայտել են նշանակալի տարբերություններ։
Հանդուրժողականության ազդեցությունը PCB շերտային ֆիլտրերի վրա
Ստորև ներկայացված շերտավոր ֆիլտրի կառուցվածքը յոթ փուլային կառուցվածք է՝ վերևում և ներքևում 30 միլ հաստությամբ RO3003 դիէլեկտրիկ տախտակներով։
Գլորումն ավելի քիչ կտրուկ է, և ուղղանկյուն գործակիցը զիջում է միկրոշերտի գործակցին՝ անցման գոտու մոտ զրոների բացակայության պատճառով, ինչը հանգեցնում է հեռավոր հաճախականություններում ոչ օպտիմալ հարմոնիկ աշխատանքի։
Նմանապես, հանդուրժողականության վերլուծությունը ցույց է տալիս ավելի լավ զգայունություն միկրոշերտային գծերի համեմատ։
Եզրակացություն
5G անլար կապի ավելի մեծ արագությունների հասնելու համար անհրաժեշտ է օգտագործել 20 ԳՀց կամ ավելի բարձր հաճախականություններով աշխատող mmWave ֆիլտրի տեխնոլոգիան: Այնուամենայնիվ, դեռևս կան մարտահրավերներ ֆիզիկական չափերի, հանդուրժողականության կայունության և արտադրական բարդությունների առումով:
Այսպիսով, հանդուրժողականությունների ազդեցությունը նախագծերի վրա պետք է ուշադիր դիտարկել: Ակնհայտ է, որ SMT ֆիլտրերը ցուցաբերում են ավելի մեծ կայունություն, քան միկրոշերտային և շերտավոր ֆիլտրերը, ինչը ենթադրում է, որ SMT մակերեսային ամրացման ֆիլտրերը կարող են դառնալ ապագա մմ-ալիքային հաղորդակցությունների հիմնական ընտրությունը:
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.
Հրապարակման ժամանակը. Հուլիս-17-2024