मिलीमीटर-वेव फ़िल्टर कैसे डिज़ाइन करें और उनके आयाम और सहनशीलता को कैसे नियंत्रित करें

मिलीमीटर-वेव (एमएमवेव) फिल्टर प्रौद्योगिकी मुख्यधारा 5G वायरलेस संचार को सक्षम करने में एक महत्वपूर्ण घटक है, फिर भी इसे भौतिक आयाम, विनिर्माण सहिष्णुता और तापमान स्थिरता के संदर्भ में कई चुनौतियों का सामना करना पड़ता है।

मुख्यधारा 5G वायरलेस संचार के क्षेत्र में, भविष्य का ध्यान बैंडविड्थ क्षमता को बढ़ाने के लिए mmWave स्पेक्ट्रम के भीतर 20 GHz से अधिक आवृत्तियों का उपयोग करने की ओर स्थानांतरित होगा, जिससे अंततः संचरण दर में वृद्धि होगी।

यह सर्वविदित है कि उच्च आवृत्तियों और महत्वपूर्ण पथ हानि के कारण, mmWave सिग्नलों के लिए छोटे एंटेना की आवश्यकता होती है। इन एंटेना को एक साथ समूहीकृत करके संकीर्ण-बीम, उच्च-लाभ सरणी एंटेना बनाए जाते हैं।

फ़िल्टर डिज़ाइन में सबसे बड़ी मुश्किलों में से एक है एंटीना के आयामों के अनुकूल ढलना, खासकर उच्च-आवृत्ति वाले फ़िल्टरों के लिए। इसके अतिरिक्त, फ़िल्टरों की निर्माण सहनशीलता और तापमान स्थिरता उत्पाद डिज़ाइन और उत्पादन के हर पहलू को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है।

mmWave प्रौद्योगिकी में आकार की सीमाएँ

पारंपरिक एंटीना ऐरे प्रणालियों में, हस्तक्षेप से बचने के लिए तत्वों के बीच की दूरी तरंगदैर्ध्य (λ/2) के आधे से भी कम होनी चाहिए। यह सिद्धांत 5G बीमफॉर्मिंग एंटेना पर भी समान रूप से लागू होता है। उदाहरण के लिए, 28 GHz बैंड में संचालित एक एंटेना में तत्वों के बीच की दूरी लगभग 5 मिमी होती है। परिणामस्वरूप, ऐरे के भीतर घटकों का आकार अत्यंत छोटा होना चाहिए।

एमएमवेव अनुप्रयोगों में प्रयुक्त चरणबद्ध सरणियाँ प्रायः समतलीय संरचना डिजाइन को अपनाती हैं, जैसा कि नीचे दर्शाया गया है, जहां एंटेना (पीले क्षेत्र) मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) (हरे क्षेत्र) पर लगाए जाते हैं, और सर्किट बोर्ड (नीले क्षेत्र) एंटेना बोर्ड से लंबवत रूप से जोड़े जा सकते हैं।

इन सर्किट बोर्डों पर स्थान पहले से ही न्यूनतम है, लेकिन उभरती हुई प्रौद्योगिकियां और भी अधिक कॉम्पैक्ट फ्लैट संरचनाओं की खोज कर रही हैं, जिसका अर्थ है कि फिल्टर और अन्य सर्किट ब्लॉकों को एंटीना पीसीबी के पीछे सीधे माउंट करने के लिए काफी छोटा होना चाहिए।