5G सिरेमिक डाइइलेक्ट्रिक फिल्टर धीरे-धीरे उद्योग का मुख्य हिस्सा बनते जा रहे हैं।

एक मोबाइल संचार बेस स्टेशन में सामान्यतः तीन भाग होते हैं: बेस बैंड प्रोसेसिंग यूनिट, रेडियो फ्रीक्वेंसी प्रोसेसिंग यूनिट और एंटीना सिस्टम। यह एक रेडियो ट्रांसीवर स्टेशन है जो मोबाइल संचार स्विचिंग सेंटर के माध्यम से मोबाइल फोन टर्मिनलों को सूचना प्रसारित करता है।

मोबाइल संचार बेस स्टेशन और एंटीना सिस्टम में, रेडियो फ्रीक्वेंसी डिवाइस मुख्य घटकों में से एक हैं। RF डिवाइस में मुख्य रूप से विभिन्न प्रकार के फिल्टर, डुप्लेक्सर, कंबाइनर, टावर एम्पलीफायर, फीड यूनिट, पावर स्प्लिटर, कपलर, एंटीना कंट्रोल यूनिट और अन्य उत्पाद शामिल हैं। फिल्टर एंटीना के एक तरफ स्थित होता है। 5G बेस स्टेशन एंटीना निर्माण व्यवस्था के लिए, नए MassiveMIMO एंटीना में, यह मूल रूप से निर्धारित किया जा सकता है कि प्रत्येक एंटीना चैनल एक फिल्टर के अनुरूप होगा। डुप्लेक्सर बेस स्टेशन के एक तरफ स्थित होता है और इसमें मुख्य रूप से एक ट्रांसमिट फिल्टर और एक रिसीव फिल्टर होता है।

रेडियो आवृत्ति उपकरणों के एक महत्वपूर्ण भाग के रूप में, फ़िल्टर बेस स्टेशनों को आवृत्तियों का चयन करने में सहायता प्रदान करते हैं। सामान्यतः, विभिन्न बेस स्टेशनों के अपने-अपने स्पष्ट परिचालन आवृत्ति बैंड होते हैं, इसलिए बेस स्टेशन को भेजने और प्राप्त करने के लिए विभिन्न आवृत्ति संकेतों का चयन करने में सक्षम होना चाहिए। फ़िल्टर का मुख्य कार्य प्रेषित और प्राप्त संकेतों को फ़िल्टर करना है, जिससे अनावश्यक आवृत्ति बैंडों के संकेतों को हटाया जा सके और इस प्रकार प्रेषित और प्राप्त संकेतों की सटीकता सुनिश्चित हो सके।

 बेस स्टेशन फ़िल्टर का अनुप्रयोग  

बेस स्टेशन फिल्टर में मुख्य रूप से मेटल कोएक्सियल कैविटी, सिरेमिक डाइइलेक्ट्रिक रेजोनेंस और सिरेमिक डाइइलेक्ट्रिक फिल्टर शामिल हैं।

तीन फ़िल्टरों की तुलना

5G युग के आगमन के साथ, बेस स्टेशन निर्माण की एक नई लहर अपरिहार्य होगी, और फिल्टर भी मांग में एक नए उछाल का कारण बनेंगे। पहले इस्तेमाल होने वाले कैविटी फिल्टर धीरे-धीरे सिरेमिक डाइइलेक्ट्रिक फिल्टर में परिवर्तित हो जाएंगे।

1. सिरेमिक डाइइलेक्ट्रिक फिल्टर उत्पादन प्रक्रिया प्रवाह

सिरेमिक डाइइलेक्ट्रिक फिल्टर की उत्पादन प्रक्रिया में मुख्य रूप से पाउडर निर्माण, प्रेसिंग, सिंटरिंग, ग्राइंडिंग, मेटलाइज़ेशन, असेंबली और डिबगिंग आदि शामिल हैं, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है:

   
 सिरेमिक डाइइलेक्ट्रिक फिल्टर उत्पादन प्रक्रिया का प्रवाह चार्ट

2. सिरेमिक डाइइलेक्ट्रिक फिल्टर की विशेषताएं:

2.1  डाइइलेक्ट्रिक फिल्टर में उच्च डाइइलेक्ट्रिक स्थिरांक, कम हानि, छोटा आकार और उच्च शक्ति होती है, जो बड़े पैमाने पर एकीकरण के लिए उपयुक्त है;छोटा आकार और स्थापित करने में आसान.

2.2 कवर करने योग्य आवृत्ति बैंड बैंडविड्थ व्यापक है और उच्च शक्ति का सामना कर सकती है।.

2.3  अच्छी विश्वसनीयतासिरेमिक के गुण तापमान में बदलाव के प्रति संवेदनशील नहीं होते हैं। यह बात बाहरी वातावरण में अधिक महत्वपूर्ण है। कैविटी फिल्टर के विपरीत, उच्च और निम्न तापमान पर इसका प्रदर्शन काफी बदल जाता है। साथ ही, सिरेमिक में जंग प्रतिरोधक क्षमता भी अच्छी होती है।

2.4  डाइइलेक्ट्रिक सिरेमिक फिल्टर कम लागत वाले होते हैं।.

2.5  डाइइलेक्ट्रिक फ़िल्टर प्रदर्शनमाइक्रोवेव सिरेमिक पाउडर पर निर्भर करता है5G सिरेमिक डाइइलेक्ट्रिक फिल्टर में विद्युत चुम्बकीय तरंग अनुनाद सिरेमिक डाइइलेक्ट्रिक पदार्थ के भीतर होता है, और सिरेमिक डाइइलेक्ट्रिक फिल्टर के उत्पादन के लिए प्रमुख सामग्री माइक्रोवेव डाइइलेक्ट्रिक सिरेमिक पाउडर है। सिरेमिक पाउडर डाइइलेक्ट्रिक फिल्टर के प्रदर्शन को निर्धारित करता है, और पाउडर का सूत्र और निर्माण प्रक्रिया अत्यंत जटिल है।माइक्रोवेव डाइइलेक्ट्रिक सिरेमिक पाउडर के मुख्य प्रदर्शन संकेतकपराविद्युत स्थिरांक होना आवश्यक हैसंख्या (εr), गुणवत्ता कारक Q और कम परावैद्युत हानि, अनुनाद आवृत्ति तापमान गुणांक, आदि, विशेष रूप से निम्नलिखित में परिलक्षित होते हैं:

    2.5.1 ऑपरेटिंग सिस्टमसंख्याउच्च परावैद्युत स्थिरांक से लघु आकार के फिल्टर डिजाइन को संभव बनाया जा सकता है, लेकिन परावैद्युत स्थिरांक जितना अधिक हो उतना बेहतर है। अत्यधिक उच्च परावैद्युत स्थिरांक फिल्टर के आकार को प्रभावित करेगा।यह संचरण हानि को प्रभावित करता है, इसलिए उपयुक्त परावैद्युत स्थिरांक का चयन करने के लिए फ़िल्टर की डिज़ाइन आवश्यकताओं पर विचार करना आवश्यक है। माइक्रोवेव परावैद्युत सिरेमिक का परावैद्युत स्थिरांक मुख्य रूप से सामग्री संरचना में क्रिस्टल चरण और निर्माण प्रक्रिया पर निर्भर करता है।

    2.5.2 अद्यतनकई क्यू, कम परावैद्युत हानिगुणवत्ता गुणांक Q जितना अधिक होगा, पासबैंड उतना ही संकरा होगा, परिपथ की चयनात्मकता उतनी ही बेहतर होगी और फ़िल्टरिंग कार्यक्षमता उतनी ही बेहतर प्राप्त की जा सकेगी। Q का मान परावैद्युत हानि tanδ के व्युत्क्रमानुपाती होता है। Q का मान जितना अधिक होगा, फ़िल्टर सम्मिलन हानि उतनी ही कम होगी। सामग्री की संरचना एकसमान, अत्यधिक सघन और कण वृद्धि एकसमान है। अशुद्धियों और दोषों को कम करने से Q का मान बढ़ाया जा सकता है।

    2.5.3 त्रुटिआवृत्ति तापमान गुणांकअनुनादी आवृत्ति का तापमान गुणांक शून्य के करीब होता है, जिससे फ़िल्टर की उच्च स्थिरता और विश्वसनीयता प्राप्त की जा सकती है। आवृत्ति तापमान गुणांक मुख्य रूप से पदार्थ के रैखिक विस्तार गुणांक और परावैद्युत स्थिरांक द्वारा निर्धारित होता है।

   अतिरिक्त नोट्स:सिरेमिक डाइइलेक्ट्रिक फिल्टर तैयार करने के लिए वर्तमान में उपयोग किए जाने वाले पाउडर पदार्थों में मुख्य रूप से निम्नलिखित शामिल हैं:मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड, मैग्नीशियम टाइटेनेट, कैल्शियम कार्बोनेट, मैग्नीशियम ऑक्साइड, बेरियम कार्बोनेट, समैरियम ऑक्साइड, जिंक ऑक्साइड, स्ट्रोंटियम कार्बोनेट, एल्युमिनियम ऑक्साइड, लैंथनम ट्राईऑक्साइडप्रतीक्षा करें.

माइक्रोवेव सिरेमिक पाउडर  

3. सिरेमिक डाइइलेक्ट्रिक फिल्टर के लाभ

सिरेमिक डाइइलेक्ट्रिक फिल्टर को पाउडर को ड्राई-प्रेस और सिंटरिंग करके बनाया जाता है, फिर इलेक्ट्रोड मेटलाइजेशन के लिए दोनों तरफ चांदी से ढका जाता है, और फिर पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव उत्पन्न करने के लिए डीसी उच्च वोल्टेज द्वारा ध्रुवीकृत किया जाता है।सिरेमिक के टुकड़े के दोनों किनारों पर विरूपण होने के बाद, एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होता है और इसमें श्रृंखला अनुनाद विशेषताएँ होती हैं।चूंकि उपरोक्त विद्युत चुम्बकीय तरंग अनुनाद दबाव वाले सिरेमिक माध्यम के अंदर होता है, इसलिए अनुनादक को ठीक करने की कोई आवश्यकता नहीं है, अतः परावैद्युत फिल्टर का आयतन छोटा होता है।

दूसरी ओर, माइक्रोवेव सिरेमिक पाउडर में धातु की कैविटी की तुलना में उच्च Q-मान वाले पदार्थ गुण होते हैं, जिससे इंसर्शन लॉस काफी कम हो जाता है। इसमें उच्च आउट-ऑफ-बैंड दमन, बेहतर तापमान विचलन गुण, विस्तृत तापमान सीमा, विभिन्न प्रकार की पैकेजिंग संरचनाएं और आउटपुट इंटरफ़ेस रूप जैसी विशेषताएं हैं। यह बेस स्टेशन फिल्टर के लघुकरण के विकास की प्रवृत्ति को पूरा करता है और 5G प्रौद्योगिकी ढांचे के तहत आवृत्ति बैंड में वृद्धि और उच्च आवृत्ति अनुनादकों के Q मान और विद्युत क्षमता की उच्च आवश्यकताओं के कारण उपकरण फिल्टर की संख्या में वृद्धि के लिए उपयुक्त है।

4. सिरेमिक डाइइलेक्ट्रिक फिल्टर के नुकसान:

4.1 माइक्रोवेव सिरेमिक पाउडर के फॉर्मूले की स्थिरता और बड़े पैमाने पर उत्पादन की तैयारी में समस्याएं: डाइइलेक्ट्रिक फिल्टर के उत्पादन प्रक्रिया के दौरान, कम अशुद्धियों, कम दोषों और समान रूप से वितरित कणों वाले सिरेमिक का उत्पादन करने के लिए प्रक्रिया को नियंत्रित करने के प्रयास किए जाने चाहिए।4.2 सिरेमिक फिल्टर की उत्पादन प्रक्रिया जटिल है और धातुकरण स्वचालन भी कठिन है।इस विशिष्ट प्रक्रिया में शामिल हैं:पाउडर निर्माण, प्रेस मोल्डिंग, सिंटरिंग, ग्राइंडिंग, मेटलाइज़ेशन, असेंबली और डिबगिंग आदि।सिरेमिक की पिसाई की अपरिवर्तनीयता के कारण, उत्पाद संबंधी समस्याओं को हल करना उत्पादन क्षमता में सुधार की कुंजी है। इसके अलावा, धातुकरण स्वचालन भी एक तकनीकी चुनौती है।

 फ़िल्टर डिबगिंग उपकरण>>>>नेटवर्क विश्लेषक

5.1 धातु कैविटी फिल्टर की तुलना में, सिरेमिक डाइइलेक्ट्रिक फिल्टर छोटे आकार, हल्के वजन, कम हानि और उच्च Q मान जैसे लाभों से युक्त होते हैं, और 5G क्षेत्र में अनुप्रयोगों के मामले में इनका स्पष्ट लाभ है। साथ ही, वैज्ञानिक अनुसंधान और प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास के साथ, डाइइलेक्ट्रिक फिल्टर की समस्याएं धीरे-धीरे हल हो रही हैं और इनकी व्यावहारिकता लगातार बढ़ रही है। 5G प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, सिरेमिक डाइइलेक्ट्रिक फिल्टर से समय की प्रवृत्ति के साथ तालमेल बिठाने, अपने लाभों का उपयोग करके 5G युग में बेस स्टेशनों की आवश्यकताओं को बेहतर ढंग से पूरा करने और धीरे-धीरे कैविटी फिल्टर को पीछे छोड़ते हुए उद्योग की मुख्यधारा बनने की उम्मीद है।

5.2 5G युग के आगमन के साथ, 5G बेस स्टेशन आकार में छोटे, हल्के और उच्च एकीकरण की दिशा में विकसित हो रहे हैं। MIMO तकनीक में उपयोग होने वाले एंटेना की संख्या में तेजी से वृद्धि होगी, और यह अनुमान लगाया जा रहा है कि 64 या यहाँ तक कि 128 एंटेना की आवश्यकता होगी। चूंकि प्रत्येक एंटेना को एक संबंधित डुप्लेक्सर से सुसज्जित करना आवश्यक है, और सिग्नल आवृत्ति को चुनने और संसाधित करने के लिए एक संबंधित फ़िल्टर का उपयोग किया जाता है, इसलिए फ़िल्टर की मांग में काफी वृद्धि होगी, जिससे फ़िल्टर के आकार और तापन प्रदर्शन पर उच्च आवश्यकताएं उत्पन्न होंगी। अपने बड़े आकार और उच्च ताप उत्पादन के कारण, कैविटी फ़िल्टर का उच्च-घनत्व वाले एंटेना में व्यापक रूप से उपयोग करना मुश्किल है और विकास के लिए अधिक दबाव का सामना करना पड़ रहा है।इसलिए, 5G सिरेमिक डाइइलेक्ट्रिक फिल्टर अपने छोटे आकार और हल्के वजन का लाभ उठाकर भविष्य में विशाल 5G बाजार में अग्रणी स्थान प्राप्त करेंगे औरधीरे-धीरे फिल्टर उद्योग में प्रमुख खिलाड़ी बनता जा रहा हैप्रवाह.

6. सिरेमिक डाइइलेक्ट्रिक फिल्टर की भविष्य की संभावनाएं

वर्तमान में, दुनिया की चार सबसे बड़ी मोबाइल संचार बेस स्टेशन उपकरण निर्माता कंपनियां, हुआवेई और एरिक्सन, सिरेमिक डाइइलेक्ट्रिक फिल्टर का उपयोग करती हैं। जेडटीई और नोकिया अभी भी छोटे आकार के मेटल कैविटी फिल्टर पर ध्यान केंद्रित कर रही हैं। वे भविष्य में सिरेमिक डाइइलेक्ट्रिक फिल्टर की ओर रुख करेंगी, और सिरेमिक फिल्टर की बाजार हिस्सेदारी लगातार बढ़ती रहेगी। शोध संस्थानों के अनुमानों के अनुसार, 5G युग में दुनिया भर में लगभग 8.5 लाख बेस स्टेशन होंगे। प्रति बेस स्टेशन तीन एंटेना और प्रति एंटेना 64 फिल्टर के अनुमान के आधार पर, डाइइलेक्ट्रिक फिल्टर की मांग लगभग 1.6 लाख है, और सिरेमिक डाइइलेक्ट्रिक फिल्टर की वैश्विक बाजार क्षमता लगभग 56.6 अरब युआन है।

यह लेख "फ़िल्टर" से लिया गया है। यदि इसमें कोई कॉपीराइट उल्लंघन या अन्य समस्या है, तो कृपया इसे हटाने के लिए हमसे संपर्क करें।बौद्धिक संपदा अधिकारों के संरक्षण का समर्थन करें, पुनर्मुद्रण करते समय कृपया मूल स्रोत और लेखक का उल्लेख करें।