મિલિમીટર-વેવ (mmWave) ફિલ્ટર ટેકનોલોજી મુખ્ય પ્રવાહના 5G વાયરલેસ સંચારને સક્ષમ કરવામાં એક મહત્વપૂર્ણ ઘટક છે, છતાં તે ભૌતિક પરિમાણો, ઉત્પાદન સહિષ્ણુતા અને તાપમાન સ્થિરતાના સંદર્ભમાં અસંખ્ય પડકારોનો સામનો કરે છે.
મુખ્ય પ્રવાહના 5G વાયરલેસ કોમ્યુનિકેશનના ક્ષેત્રમાં, ભવિષ્યનું ધ્યાન mmWave સ્પેક્ટ્રમમાં 20 GHz થી વધુ ફ્રીક્વન્સીનો ઉપયોગ કરીને બેન્ડવિડ્થ ક્ષમતા વધારવા તરફ જશે, જે આખરે ટ્રાન્સમિશન દરમાં વધારો કરશે.
તે જાણીતું છે કે તેમની ઊંચી ફ્રીક્વન્સીઝ અને નોંધપાત્ર પાથ લોસને કારણે, mmWave સિગ્નલોને નાના એન્ટેનાની જરૂર પડે છે. આ એન્ટેનાને સાંકડી-બીમ, ઉચ્ચ-ગેઇન એરે એન્ટેના બનાવવા માટે એકસાથે જૂથબદ્ધ કરવામાં આવે છે.
ફિલ્ટર ડિઝાઇનમાં મુખ્ય મુશ્કેલીઓમાંની એક એન્ટેનાના પરિમાણોને અનુકૂલન કરવાની છે, ખાસ કરીને ઉચ્ચ-આવર્તન ફિલ્ટર્સ માટે. વધુમાં, ફિલ્ટર્સની ઉત્પાદન સહિષ્ણુતા અને તાપમાન સ્થિરતા ઉત્પાદન ડિઝાઇન અને ઉત્પાદનના દરેક પાસાને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરે છે.
એમએમવેવ ટેકનોલોજીમાં કદની મર્યાદાઓ
પરંપરાગત એન્ટેના એરે સિસ્ટમમાં, દખલ ટાળવા માટે તત્વો વચ્ચેનું અંતર તરંગલંબાઇ (λ/2) ના અડધા કરતા ઓછું હોવું જોઈએ. આ સિદ્ધાંત 5G બીમફોર્મિંગ એન્ટેના પર પણ સમાન રીતે લાગુ પડે છે. ઉદાહરણ તરીકે, 28 GHz બેન્ડમાં કાર્યરત એન્ટેનામાં લગભગ 5 mm નું તત્વ અંતર હોય છે. પરિણામે, એરેમાંના ઘટકો અત્યંત નાના હોવા જોઈએ.
mmWave એપ્લિકેશન્સમાં ઉપયોગમાં લેવાતા તબક્કાવાર એરે ઘણીવાર પ્લેનર સ્ટ્રક્ચર ડિઝાઇન અપનાવે છે, જેમ કે નીચે દર્શાવવામાં આવ્યું છે, જ્યાં એન્ટેના (પીળા વિસ્તારો) પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ (PCBs) (લીલા વિસ્તારો) પર માઉન્ટ થયેલ હોય છે, અને સર્કિટ બોર્ડ (વાદળી વિસ્તારો) એન્ટેના બોર્ડ સાથે કાટખૂણે જોડી શકાય છે.
આ સર્કિટ બોર્ડ પર જગ્યા પહેલાથી જ ઓછી છે, પરંતુ ઉભરતી ટેકનોલોજીઓ વધુ કોમ્પેક્ટ ફ્લેટ સ્ટ્રક્ચર્સ શોધી રહી છે, જેનો અર્થ એ થાય છે કે ફિલ્ટર્સ અને અન્ય સર્કિટ બ્લોક્સ એન્ટેના PCB ની પાછળ સીધા માઉન્ટ કરવા માટે નોંધપાત્ર રીતે નાના હોવા જોઈએ.
ફિલ્ટર્સ પર ઉત્પાદન સહિષ્ણુતાની અસર
એમએમવેવ ફિલ્ટર્સના મહત્વને ધ્યાનમાં રાખીને, ઉત્પાદન સહિષ્ણુતા એક મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે, જે ફિલ્ટર કામગીરી અને ખર્ચ બંનેને પ્રભાવિત કરે છે.
આ પરિબળોની વધુ તપાસ કરવા માટે, અમે ત્રણ અલગ-અલગ 26 GHz ફિલ્ટર ઉત્પાદન પદ્ધતિઓની તુલના કરી:
નીચેનું કોષ્ટક ઉત્પાદનમાં આવતી લાક્ષણિક આત્યંતિક સહિષ્ણુતાઓની રૂપરેખા આપે છે:
PCB માઇક્રોસ્ટ્રીપ ફિલ્ટર્સ પર સહનશીલતાની અસર
નીચે દર્શાવ્યા મુજબ, માઇક્રોસ્ટ્રીપ ફિલ્ટર ડિઝાઇન પ્રદર્શિત કરવામાં આવી છે.
ડિઝાઇન સિમ્યુલેશન કર્વ નીચે મુજબ છે:
આ PCB માઇક્રોસ્ટ્રીપ ફિલ્ટર પર સહિષ્ણુતાની અસરનો અભ્યાસ કરવા માટે, આઠ સંભવિત આત્યંતિક સહિષ્ણુતા પસંદ કરવામાં આવી હતી, જે નોંધપાત્ર તફાવતો દર્શાવે છે.
PCB સ્ટ્રીપલાઇન ફિલ્ટર્સ પર સહનશીલતાની અસર
નીચે બતાવેલ સ્ટ્રીપલાઇન ફિલ્ટર ડિઝાઇન, સાત-તબક્કાનું માળખું છે જેમાં ઉપર અને નીચે 30 મિલ RO3003 ડાઇલેક્ટ્રિક બોર્ડ છે.
રોલ-ઓફ ઓછો સ્ટીપ છે, અને પાસબેન્ડની નજીક શૂન્ય ન હોવાને કારણે લંબચોરસ ગુણાંક માઇક્રોસ્ટ્રીપ કરતા હલકી ગુણવત્તાવાળા છે, જેના પરિણામે દૂરના ફ્રીક્વન્સીઝ પર સબઓપ્ટિમલ હાર્મોનિક કામગીરી થાય છે.
તેવી જ રીતે, સહિષ્ણુતા વિશ્લેષણ માઇક્રોસ્ટ્રીપ લાઇનની તુલનામાં વધુ સારી સંવેદનશીલતા દર્શાવે છે.
નિષ્કર્ષ
5G વાયરલેસ કોમ્યુનિકેશનને ઝડપી ગતિ પ્રાપ્ત કરવા માટે, 20 GHz કે તેથી વધુ ફ્રીક્વન્સીઝ પર કાર્યરત mmWave ફિલ્ટર ટેકનોલોજી આવશ્યક છે. જો કે, ભૌતિક પરિમાણો, સહિષ્ણુતા સ્થિરતા અને ઉત્પાદન જટિલતાઓના સંદર્ભમાં પડકારો યથાવત છે.
આમ, ડિઝાઇન પર સહિષ્ણુતાની અસરને કાળજીપૂર્વક ધ્યાનમાં લેવી જોઈએ. તે સ્પષ્ટ છે કે SMT ફિલ્ટર્સ માઇક્રોસ્ટ્રીપ અને સ્ટ્રીપલાઇન ફિલ્ટર્સ કરતાં વધુ સ્થિરતા દર્શાવે છે, જે સૂચવે છે કે SMT સરફેસ-માઉન્ટ ફિલ્ટર્સ ભવિષ્યના mmWave સંચાર માટે મુખ્ય પ્રવાહની પસંદગી તરીકે ઉભરી શકે છે.
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.
પોસ્ટ સમય: જુલાઈ-૧૭-૨૦૨૪