ミリ波（MMWAVE）フィルターテクノロジーは、主流の5Gワイヤレス通信を可能にする上で重要なコンポーネントですが、物理的次元、製造許容度、温度安定性の点で多くの課題に直面しています。
主流の5Gワイヤレス通信の領域では、将来の焦点は、MMWAVEスペクトル内で20 GHzを超える周波数を利用して帯域幅容量を強化し、最終的に透過率を高めます。
高周波と重大なパス損失により、MMWaveシグナルがより小さなアンテナを必要とすることはよく知られています。これらのアンテナはグループ化されて、狭いビームの高ゲインアレイアンテナを形成します。
フィルター設計の主な難しさの1つは、特に高周波フィルターの場合、アンテナの寸法に適応することです。さらに、フィルターの製造耐性と温度安定性は、製品の設計と生産のあらゆる側面に大きな影響を与えます。
mmwaveテクノロジーのサイズの制約
従来のアンテナアレイシステムでは、干渉を避けるために、要素間の間隔は波長の半分未満（λ/2）でなければなりません。この原則は、5Gビームフォーミングアンテナに等しく適用されます。たとえば、28 GHz帯域で動作するアンテナの要素間隔は約5 mmです。
MMWAVEアプリケーションで使用される段階的な配列は、以下に示すように、プリント回路基板（PCB）（緑地）にアンテナ（黄色の領域）が取り付けられ、回路基板（青い領域）がアンテナボードに垂直に接続できます。
これらの回路基板のスペースはすでに最小限ですが、新興技術はさらにコンパクトなフラット構造を調査しており、フィルターやその他の回路ブロックをアンテナPCBの背面に直接取り付ける必要があることを意味します。
フィルターに対する製造許容範囲の影響
MMWAVEフィルターの重要性を考えると、製造許容範囲は極めて重要な役割を果たし、フィルターのパフォーマンスとコストの両方に影響を与えます。
これらの要因をさらに調査するために、3つの異なる26 GHzフィルター製造方法を比較しました。
次の表は、生産で遭遇する典型的な極端な耐性の概要を示しています。
PCBマイクロストリップフィルターへの耐性の影響
以下に示すように、マイクロストリップフィルターの設計が展示されています。
設計シミュレーション曲線は次のとおりです。
このPCBマイクロストリップフィルターに対する許容範囲の効果を研究するために、8つの潜在的な極端な耐性が選択され、顕著な違いが明らかになりました。
PCBストリップラインフィルターへの耐性の影響
以下に示すストリップラインフィルターの設計は、上下に30 MIR RO3003誘電体ボードを備えた7段階の構造です。
ロールオフの急勾配は低く、長方形の係数は、パス帯域の近くにゼロが存在しないため、マイクロストリップの係数よりも劣り、遠い周波数で最適ではない高調波パフォーマンスが発生します。
同様に、許容耐性分析は、マイクロストリップラインと比較してより良い感度を示しています。
結論
5Gワイヤレス通信がより速い速度を達成するために、20 GHz以上の周波数で動作するMMWAVEフィルターテクノロジーが不可欠です。ただし、課題は、物理的次元、耐性の安定性、製造の複雑さの観点から続きます。
したがって、設計に対する公差の影響を慎重に考慮する必要があります。 SMTフィルターは、マイクロストリップおよびストリップラインフィルターよりも高い安定性を示すことは明らかであり、SMTサーフェスマウントフィルターが将来のMMWAVE通信の主流の選択として出現する可能性があることを示唆しています。
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投稿時間：7月17日 - 2024年