تعتبر تقنية تصفية MLIMETER-WAVE (MMWAVE) مكونًا حاسمًا في تمكين التواصل اللاسلكي 5G السائد ، ومع ذلك فهي تواجه العديد من التحديات من حيث الأبعاد المادية وتحمل التصنيع واستقرار درجة الحرارة.
في عالم التواصل اللاسلكي 5G السائد ، سيتحول التركيز في المستقبل إلى استخدام الترددات التي تزيد عن 20 جيجاهرتز داخل طيف MMWAVE لتعزيز قدرة النطاق الترددي ، مما يعزز في النهاية معدلات النقل.
من المعروف أنه بسبب تردداتها العالية وفقدان المسار الكبير ، تتطلب إشارات MMWAVE الهوائيات الأصغر. يتم تجميع هذه الهوائيات معًا لتشكيل هوائيات صفيف الضيقة ذات الأداء العالي.
تكمن إحدى الصعوبات الأساسية في تصميم المرشح في التكيف مع أبعاد الهوائي ، وخاصة بالنسبة للمرشحات عالية التردد. بالإضافة إلى ذلك ، يؤثر التحمل في التصنيع واستقرار درجة الحرارة للمرشحات بشكل كبير على كل جانب من جوانب تصميم المنتج وإنتاجه.
قيود الحجم في تقنية MMWAVE
في أنظمة صفيف الهوائي التقليدية ، يجب أن يكون التباعد بين العناصر أقل من نصف الطول الموجي (λ/2) لتجنب التداخل. ينطبق هذا المبدأ بالتساوي على هوائيات الشكل 5G. على سبيل المثال ، يحتوي هوائي يعمل في نطاق 28 جيجا هرتز على تباعد عنصر يبلغ حوالي 5 مي.
غالبًا ما تتبنى المصفوفات التي تعمل في تطبيقات MMWAVE تصميم هيكل مستو ، كما هو موضح أدناه ، حيث يتم تثبيت الهوائيات (المناطق الصفراء) على لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) (المناطق الخضراء) ، ويمكن توصيل لوحات الدوائر (المناطق الزرقاء) بشكل عمودي بلوحة الهوائيات.
تكون المساحة الموجودة على لوحات الدوائر هذه ضئيلة بالفعل ، لكن التقنيات الناشئة تستكشف هياكل مسطحة أكثر إحكاما ، مما يعني ضمناً أن المرشحات وكتل الدوائر الأخرى يجب أن تكون أصغر بكثير لتركيبها مباشرة على الجزء الخلفي من الهوائي PCB.
تأثير تحمل التصنيع على المرشحات
بالنظر إلى أهمية مرشحات MMWAVE ، تلعب تحمل التصنيع دورًا محوريًا ، مما يؤثر على أداء المرشح والتكلفة.
لمزيد من التحقيق في هذه العوامل ، قمنا بمقارنة ثلاثة طرق تصنيع مرشحات مرشح مميزة 26 جيجا هرتز:
يوضح الجدول التالي التحمل الشديد النموذجي الذي واجهته في الإنتاج:
تأثير التسامح على مرشحات Microstrip PCB
كما هو موضح أدناه ، يتم عرض تصميم مرشح microstrip.
منحنى محاكاة التصميم كما يلي:
لدراسة تأثير التسامح على مرشح Microstrip Microstrip ، تم اختيار ثمانية التحملات القصوى المحتملة ، مما يكشف عن اختلافات ملحوظة.
تأثير التسامح على مرشحات خطوط ثنائي الفينيل متعدد الكلور
تصميم مرشح Stripline ، الموضح أدناه ، هو بنية من سبع مراحل مع لوحات عازلة RO3003 30 Mil Ro3003 في الأعلى والسفلي.
يكون التدحرج أقل حدة ، ومعامل مستطيل أدنى من المعامل المجهرية بسبب عدم وجود الأصفار بالقرب من نطاق المارة ، مما يؤدي إلى أداء التوافقي دون المستوى الأمثل في الترددات البعيدة.
وبالمثل ، يشير تحليل التسامح إلى حساسية أفضل مقارنة بخطوط microstrip.
خاتمة
بالنسبة للاتصالات اللاسلكية 5G لتحقيق سرعات أسرع ، فإن تقنية مرشح MMWAVE التي تعمل عند 20 جيجاهرتز أو الترددات الأعلى أمر ضروري. ومع ذلك ، تستمر التحديات من حيث الأبعاد المادية ، واستقرار التسامح ، وتعقيدات التصنيع.
وبالتالي ، يجب النظر بعناية تأثير التحمل على التصميمات. من الواضح أن مرشحات SMT تظهر ثباتًا أكبر من مرشحات Microstrip و Stripline ، مما يشير إلى أن مرشحات SMT السطحية قد تظهر كخيار رئيسي للاتصالات المستقبلية 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.
وقت النشر: يوليو -17-2024