5G 세라믹 유전체 필터는 점차 업계의 주류로 자리 잡고 있습니다.

이동통신 기지국은 일반적으로 기저대역 처리 장치, 무선 주파수 처리 장치 및 안테나 시스템의 세 부분으로 구성됩니다. 이는 이동통신 교환 센터를 통해 이동전화 단말기와 정보를 송수신하는 무선 송수신 장치입니다.

이동통신 기지국 및 안테나 시스템에서 무선 주파수(RF) 장치는 핵심 구성 요소 중 하나입니다. RF 장치는 주로 다양한 종류의 필터, 듀플렉서, 결합기, 타워 증폭기, 급전 장치, 전력 분배기, 커플러, 안테나 제어 장치 등을 포함합니다. 필터는 안테나 측에 위치합니다. 5G 기지국 안테나 구성에서, 새로운 MassiveMIMO 안테나의 경우, 각 안테나 채널에 필터가 대응하는 것이 일반적입니다. 듀플렉서는 기지국 측에 위치하며, 송신 필터와 수신 필터로 구성됩니다.

무선 주파수 장치의 중요한 구성 요소인 필터는 기지국이 주파수를 선택하는 데 중요한 역할을 합니다. 일반적으로 각 기지국은 고유한 동작 주파수 대역을 가지고 있으므로, 송수신에 사용할 다양한 주파수 대역의 신호를 선택할 수 있어야 합니다. 필터의 주요 기능은 송수신 신호를 필터링하여 불필요한 주파수 대역의 신호를 제거함으로써 송수신 신호의 정확성을 보장하는 것입니다.

 기지국 필터 적용  

기지국 필터는 주로 금속 동축 공동, 세라믹 유전체 공진 및 세라믹 유전체 필터로 구성됩니다.

세 가지 필터 비교

5G 시대가 도래함에 따라 새로운 기지국 건설 물결이 불가피해질 것이며, 필터 또한 새로운 수요 급증을 맞이할 것입니다. 기존의 공진 필터는 점차 세라믹 유전체 필터로 전환될 전망입니다.

1. 세라믹 유전체 필터 생산 공정 흐름도

세라믹 유전체 필터의 생산 공정은 주로 분말 제조, 압축, 소결, 연삭, 금속화, 조립 및 디버깅 등으로 구성되며, 그림에 나타낸 바와 같습니다.

   
 세라믹 유전체 필터 생산 공정 흐름도

2. 세라믹 유전체 필터의 특징:

2.1  유전체 필터는 높은 유전 상수, 낮은 손실, 작은 크기, 그리고 대규모 집적에 적합한 높은 출력 등의 특징을 가지고 있습니다.크기가 작고 설치가 용이함.

2.2 사용 가능한 주파수 대역 대역폭이 더 넓고 더 높은 전력을 견딜 수 있습니다..

2.3  우수한 신뢰성세라믹의 물성은 온도 변화에 민감하지 않습니다. 이는 옥외 환경에서 더욱 중요합니다. 캐비티 필터와는 달리 고온 및 저온에서 성능 변화가 큽니다. 또한 세라믹은 내식성이 뛰어납니다.

2.4  유전체 세라믹 필터는 저렴합니다..

2.5  유전체 필터 성능마이크로파 세라믹 분말에 따라 다릅니다5G 세라믹 유전체 필터에서 전자기파 공명은 세라믹 유전체 소재 내부에서 발생하며, 세라믹 유전체 필터 생산의 핵심 소재는 마이크로파 유전체 세라믹 분말입니다. 세라믹 분말은 유전체 필터의 성능을 결정짓는 중요한 요소이며, 이 분말의 배합 및 제조 과정은 매우 어렵습니다.마이크로파 유전체 세라믹 분말의 주요 성능 지표유전 상수 값을 가져야 합니다.유전율(εr), 품질 계수 Q 및 낮은 유전 손실, 공진 주파수 온도 계수 등은 다음과 같은 요소에 구체적으로 반영됩니다.

    2.5.1 이 컴퓨터번호유전율이 높으면 필터 크기를 소형화할 수 있지만, 유전율이 너무 높으면 오히려 필터 크기에 악영향을 미칠 수 있습니다.유전율은 전송 손실에 영향을 미치므로 필터 설계 요구 사항을 고려하여 적절한 유전율을 선택해야 합니다. 마이크로파 유전체 세라믹의 유전율은 주로 재료 구조의 결정상과 제조 공정에 따라 달라집니다.

    2.5.2 품질 보증여러 개의 Q 값, 낮은 유전 손실Q 값이 높을수록 통과 대역이 좁아지고 회로 선택도가 향상되어 필터링 성능이 개선됩니다. Q 값은 유전 손실 tanδ에 반비례합니다. Q 값이 클수록 필터 삽입 손실이 줄어듭니다. 재료 구조가 균일하고 밀도가 높으며 결정립 성장이 균일해야 합니다. 불순물과 결함을 줄이면 Q 값을 향상시킬 수 있습니다.

    2.5.3 谐振주파수 온도 계수공진 주파수의 온도 계수가 0에 가까워 필터의 높은 안정성과 신뢰성을 확보할 수 있습니다. 주파수 온도 계수는 주로 재료의 선팽창 계수와 유전 상수에 의해 결정됩니다.

   추가 참고 :현재 세라믹 유전체 필터 제조에 주로 사용되는 분말 재료는 다음과 같습니다.수산화마그네슘, 티탄산마그네슘, 탄산칼슘, 산화마그네슘, 탄산바륨, 산화사마륨, 산화아연, 탄산스트론튬, 산화알루미늄, 삼산화란탄기다림.

전자레인지용 세라믹 파우더  

3. 세라믹 유전체 필터의 장점

세라믹 유전체 필터는 분말을 건식 압축 및 소결한 후 양면에 은을 코팅하여 전극 금속화를 하고, 직류 고전압을 가하여 압전 효과를 발생시켜 제작됩니다.세라믹 조각의 양면이 변형되면 전기장이 발생하고 직렬 공진 특성을 나타냅니다.위의 전자기파 공명은 압력 세라믹 매질 내부에서 발생하므로 공진기를 고정할 필요가 없어 유전체 필터의 부피가 작습니다.

반면, 마이크로파 세라믹 분말은 금속 공진기보다 높은 Q값을 갖는 물성으로 삽입 손실을 크게 줄여줍니다. 또한, 높은 대역 외 억제성, 우수한 온도 드리프트 특성, 넓은 작동 온도 범위, 다양한 패키징 구조 및 출력 인터페이스 형태를 특징으로 합니다. 이는 기지국 필터의 소형화 추세에 부합하며, 5G 기술 환경에서 주파수 대역 증가 및 고주파 공진기의 Q값과 전력 용량에 대한 요구 사항 상승으로 인해 증가하는 장비 필터 수에 적합합니다.

4. 세라믹 유전체 필터의 단점:

4.1 마이크로파 세라믹 분말 배합의 일관성 문제 및 대량 생산 준비 과정유전체 필터의 생산 과정에서는 불순물과 결함이 적고 입자가 고르게 분포된 세라믹을 생산하기 위해 공정 제어에 노력을 기울여야 합니다.4.2 세라믹 필터의 생산 공정은 복잡하며 금속화 자동화 또한 어렵습니다.구체적인 절차는 다음과 같습니다.분말 제조, 프레스 성형, 소결, 연삭, 금속 도금, 조립 및 디버깅 등세라믹 연삭의 비가역성으로 인해 제품 디버깅이 생산 능력 향상의 핵심입니다. 또한 금속화 자동화 역시 기술적 난제입니다.

 필터 디버깅 도구>>>>네트워크 분석기

5.1 Compared with metal cavity filters, ceramic dielectric filters have the advantages of small size, light weight, low loss, and large Q value, and have absolute advantages in applications in the 5G field. At the same time, with the continuous research and development of scientific research and technology, the problems of dielectric filters are gradually being solved, and their practicality continues to increase. With the development of 5G technology, ceramic dielectric filters are expected to keep up with the trend of the times, use their own advantages to better meet the needs of base stations in the 5G era, and gradually surpass cavity filters, thus becoming the mainstream of the industry.

5.2 5G 시대가 도래함에 따라 5G 기지국은 소형화, 경량화 및 고집적화 방향으로 발전하고 있습니다. MIMO 기술에 사용되는 안테나 수는 기하급수적으로 증가할 것으로 예상되며, 64개 또는 128개의 안테나가 필요할 것으로 전망됩니다. 각 안테나에는 해당 듀플렉서가 장착되어야 하고, 신호 주파수를 선택하고 처리하기 위해 해당 필터가 사용되므로 필터에 대한 수요가 크게 증가하여 필터의 소형화 및 발열 성능에 대한 요구 사항이 더욱 높아집니다. 캐비티 필터는 크기가 크고 발열량이 높아 고밀도 안테나에 널리 사용하기 어렵고 개발 압력이 더욱 커지고 있습니다.따라서 5G 세라믹 유전체 필터는 소형화 및 경량화라는 장점을 활용하여 향후 거대한 5G 시장을 선도할 것입니다.필터 산업에서 점차 주요 업체로 자리매김하고 있습니다.흐름.

6. 세라믹 유전체 필터의 미래 전망

현재 세계 4대 이동통신 기지국 장비 제조업체인 화웨이와 에릭슨은 세라믹 유전체 필터를 주로 사용하고 있습니다. ZTE와 노키아는 현재 소형 금속 캐비티 필터에 집중하고 있지만, 향후 세라믹 유전체 필터로 전환할 것으로 예상되며, 세라믹 필터의 시장 점유율은 지속적으로 증가할 전망입니다. 연구기관들의 예측에 따르면 5G 시대에는 전 세계에 약 850만 개의 기지국이 설치될 것으로 예상됩니다. 기지국당 안테나 3개와 안테나당 필터 64개를 기준으로 할 때, 유전체 필터 수요는 약 1.6억 개에 달하며, 전 세계 세라믹 유전체 필터 시장 규모는 약 56.6억 위안에 이를 것으로 추정됩니다.

이 글은 "필터"에서 가져온 것입니다. 저작권 침해나 기타 문제가 있을 경우 삭제를 위해 저희에게 연락해 주시기 바랍니다.지적 재산권 보호를 위해 재인쇄 시 원본 출처와 저자를 명시해 주시기 바랍니다.