मिलीमीटर-वेव फिल्टर कैसे डिजाइन करें और उनके आयाम और सहनशीलता को कैसे नियंत्रित करें

मिलीमीटर-वेव (एमएमवेव) फिल्टर प्रौद्योगिकी मुख्यधारा 5जी 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 उनकी उच्च आवृत्तियों और महत्वपूर्ण पथ हानि के कारण, mmWave सिग्नलों को छोटे एंटेना की आवश्यकता होती है। इन एंटेना को संकीर्ण-बीम, उच्च-लाभ सरणी एंटेना बनाने के लिए एक साथ समूहीकृत किया जाता है।

फ़िल्टर डिज़ाइन में प्राथमिक कठिनाइयों में से एक एंटीना के आयामों को अनुकूलित करना है, विशेष रूप से उच्च-आवृत्ति फ़िल्टर के लिए। इसके अतिरिक्त, फ़िल्टर की विनिर्माण सहनशीलता और तापमान स्थिरता उत्पाद डिज़ाइन और उत्पादन के हर पहलू को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है।

एमएमवेव प्रौद्योगिकी में आकार संबंधी सीमाएं

पारंपरिक एंटीना सरणी प्रणालियों में, हस्तक्षेप से बचने के लिए तत्वों के बीच की दूरी तरंगदैर्घ्य (λ/2) के आधे से कम होनी चाहिए। यह सिद्धांत 5G बीमफॉर्मिंग एंटेना पर भी समान रूप से लागू होता है। उदाहरण के लिए, 28 गीगाहर्ट्ज बैंड में काम करने वाले एंटीना में तत्वों के बीच की दूरी लगभग 5 मिमी होती है। नतीजतन, सरणी के भीतर घटक बेहद छोटे होने चाहिए।

एमएमवेव अनुप्रयोगों में प्रयुक्त चरणबद्ध सरणियाँ अक्सर एक 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) को एंटेना बोर्ड से लंबवत रूप से जोड़ा जा सकता है।

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 लगाने के लिए काफी छोटा होना चाहिए।