Penapis dielektrik seramik 5G secara beransur-ansur menjadi arus perdana industri

Stesen pangkalan komunikasi mudah alih secara amnya merangkumi tiga bahagian: unit pemprosesan jalur asas, unit pemprosesan frekuensi radio dan sistem antena. Ia merupakan stesen penerima-terima radio yang menghantar maklumat dengan terminal telefon bimbit melalui pusat pensuisan komunikasi mudah alih.

Dalam stesen pangkalan komunikasi mudah alih dan sistem antena, peranti frekuensi radio merupakan salah satu komponen teras. Peranti RF terutamanya merangkumi pelbagai jenis penapis, duplekser, penggabung, penguat menara, unit suapan, pembahagi kuasa, pengganding, unit kawalan antena dan produk lain. Penapis terletak di bahagian antena. Untuk susunan pembinaan antena stesen pangkalan 5G, dalam antena MassiveMIMO baharu, pada asasnya boleh ditentukan bahawa setiap saluran antena akan sepadan dengan penapis. Duplekser terletak di bahagian stesen pangkalan dan pada asasnya terdiri daripada penapis pemancar dan penapis penerima.

Sebagai bahagian penting dalam peranti frekuensi radio, penapis memikul tugas penting untuk membantu stesen pangkalan memilih frekuensi. Secara amnya, stesen pangkalan yang berbeza mempunyai jalur frekuensi operasi yang jelas, jadi stesen pangkalan mesti mempunyai keupayaan untuk memilih pelbagai isyarat frekuensi untuk menghantar dan menerima. Fungsi utama penapis adalah untuk menapis isyarat yang dihantar dan diterima, yang boleh menghapuskan isyarat dalam jalur frekuensi yang tidak perlu, sekali gus memastikan ketepatan isyarat yang dihantar dan diterima.

 Penggunaan penapis stesen pangkalan  

Penapis stesen pangkalan terutamanya merangkumi rongga sepaksi logam, resonans dielektrik seramik dan penapis dielektrik seramik.

Perbandingan tiga penapis

Dengan kemunculan era 5G, gelombang baharu pembinaan stesen pangkalan tidak dapat dielakkan, dan penapis juga akan membawa gelombang baharu puncak permintaan. Penapis rongga sebelumnya akan beransur-ansur berubah menjadi penapis dielektrik seramik.

1. Aliran proses pengeluaran penapis dielektrik seramik

Proses pengeluaran penapis dielektrik seramik terutamanya merangkumi pembuatan serbuk, penekanan, pensinteran, pengisaran, pemetaan, pemasangan dan penyahpepijatan, dan sebagainya, seperti yang ditunjukkan dalam gambar:

   
 Carta alir proses pengeluaran penapis dielektrik seramik

2. Ciri-ciri penapis dielektrik seramik:

2.1  Penapis dielektrik mempunyai pemalar dielektrik yang tinggi, kehilangan yang rendah, saiz yang kecil dan kuasa yang tinggi untuk penyepaduan berskala besar;Saiz kecil dan mudah dipasang.

2.2 Lebar jalur frekuensi yang boleh diliputi adalah lebih luas dan boleh menahan kuasa yang lebih tinggi.

2.3  Kebolehpercayaan yang baikSifat-sifat seramik tidak sensitif terhadap perubahan suhu. Ini lebih penting di luar rumah. Tidak seperti penapis rongga, prestasinya berubah dengan ketara pada suhu tinggi dan rendah. Pada masa yang sama, seramik mempunyai rintangan kakisan yang baik;

2.4  Penapis seramik dielektrik adalah kos rendah.

2.5  Prestasi penapis dielektrikBergantung pada serbuk seramik ketuhar gelombang mikroResonans gelombang elektromagnet dalam penapis dielektrik seramik 5G berlaku di dalam bahan dielektrik seramik, dan bahan utama untuk penghasilan penapis dielektrik seramik ialah serbuk seramik dielektrik gelombang mikro. Serbuk seramik menentukan prestasi penapis dielektrik, dan formula serta penyediaan serbuk adalah sangat sukar.Petunjuk prestasi utama serbuk seramik dielektrik gelombang mikroMesti mempunyai pemalar dielektriknombor (εr), faktor kualiti Q dan kehilangan dielektrik yang rendah, pekali suhu frekuensi resonan, dsb., yang ditunjukkan secara khusus dalam:

    2.5.1 介电常nomborPemalar dielektrik yang tinggi boleh merealisasikan reka bentuk saiz penapis mini, tetapi semakin tinggi pemalar dielektrik, semakin baik. Pemalar dielektrik yang terlalu tinggi akan menjejaskan saiz penapis.mempengaruhi kehilangan penghantaran, jadi keperluan reka bentuk penapis perlu dipertimbangkan untuk memilih pemalar dielektrik yang sesuai. Pemalar dielektrik seramik dielektrik gelombang mikro bergantung terutamanya pada fasa kristal dalam struktur bahan dan proses penyediaan.

    2.5.2 品质因Beberapa Q, kehilangan dielektrik rendahSemakin tinggi faktor kualiti Q, semakin sempit jalur lulus, semakin baik selektiviti litar, dan fungsi penapisan yang lebih baik dapat dicapai. Nilai Q berkadar songsang dengan kehilangan dielektrik tanδ. Semakin besar nilai Q, semakin rendah kehilangan sisipan penapis. Struktur bahan adalah seragam, sangat padat, dan pertumbuhan butiran adalah seragam. Mengurangkan bendasing dan kecacatan boleh meningkatkan nilai Q.

    2.5.3 谐振pekali suhu frekuensiPekali suhu frekuensi resonan hampir sifar, yang boleh mencapai kestabilan dan kebolehpercayaan penapis yang tinggi. Pekali suhu frekuensi terutamanya ditentukan oleh pekali pengembangan linear dan pemalar dielektrik bahan.

   Catatan tambahan:Bahan serbuk yang kini digunakan untuk menyediakan penapis dielektrik seramik terutamanya termasukMagnesium hidroksida, magnesium titanat, kalsium karbonat, magnesium oksida, barium karbonat, samarium oksida, zink oksida, strontium karbonat, aluminium oksida, lantanum trioksidatunggu.

Serbuk seramik gelombang mikro  

3. Kelebihan penapis dielektrik seramik

Penapis dielektrik seramik dibuat dengan menekan kering dan serbuk pensinteran, kemudian disalut dengan perak pada kedua-dua belah untuk penglogaman elektrod, dan kemudian dipolarisasi oleh voltan tinggi DC untuk menghasilkan kesan piezoelektrik.Selepas ubah bentuk pada kedua-dua belah kepingan seramik, medan elektrik dijana dan mempunyai ciri-ciri resonans siri.Oleh kerana resonans gelombang elektromagnet di atas berlaku di dalam medium seramik tekanan, resonator tidak perlu dipasang, jadi isipadu penapis dielektrik adalah kecil.

Sebaliknya, kerana serbuk seramik gelombang mikro mempunyai sifat bahan nilai-Q yang lebih tinggi daripada rongga logam, ia dapat mengurangkan kehilangan sisipan dengan ketara. Ia mempunyai ciri-ciri penindasan luar jalur yang tinggi, ciri-ciri hanyutan suhu yang baik, julat suhu yang luas, pelbagai bentuk struktur pembungkusan dan bentuk antara muka output. Ia memenuhi trend pembangunan pengecilan penapis stesen pangkalan dan menjadi sesuai untuk peningkatan bilangan penapis peralatan disebabkan oleh peningkatan jalur frekuensi dan keperluan yang lebih tinggi untuk nilai Q dan kapasiti kuasa resonator frekuensi tinggi di bawah rangka kerja teknologi 5G.

4. Kelemahan penapis dielektrik seramik:

4.1 Masalah dengan konsistensi formula serbuk seramik gelombang mikro dan penyediaan untuk pengeluaran besar-besaranSemasa proses pengeluaran penapis dielektrik, usaha mesti dilakukan untuk mengawal proses tersebut bagi menghasilkan seramik dengan lebih sedikit bendasing, lebih sedikit kecacatan dan butiran yang diagihkan secara sekata.4.2 Proses pengeluaran penapis seramik adalah kompleks dan automasi metalisasi juga sukar.Proses khusus termasukPembuatan serbuk, pengacuan tekan, pensinteran, pengisaran, pemetaan, pemasangan dan penyahpepijatan, dsb., disebabkan oleh ketakbolehbalikan pengisaran seramik, penyahpepijatan produk adalah kunci untuk meningkatkan kapasiti pengeluaran. Di samping itu, automasi metalisasi juga merupakan satu kesukaran teknikal.

 Instrumen penyahpepijatan penapis>>>>Penganalisis rangkaian

5.1 Berbanding dengan penapis rongga logam, penapis dielektrik seramik mempunyai kelebihan saiz kecil, ringan, kehilangan rendah, dan nilai Q yang besar, dan mempunyai kelebihan mutlak dalam aplikasi dalam bidang 5G. Pada masa yang sama, dengan penyelidikan dan pembangunan berterusan penyelidikan saintifik dan teknologi, masalah penapis dielektrik secara beransur-ansur diselesaikan, dan kepraktisannya terus meningkat. Dengan perkembangan teknologi 5G, penapis dielektrik seramik dijangka akan mengikuti trend zaman, menggunakan kelebihannya sendiri untuk memenuhi keperluan stesen pangkalan dalam era 5G dengan lebih baik, dan secara beransur-ansur mengatasi penapis rongga, sekali gus menjadi arus perdana industri.

5.2 Dengan kemunculan era 5G, stesen pangkalan 5G sedang berkembang ke arah pengecilan, ringan dan integrasi tinggi. Bilangan antena yang digunakan dalam teknologi MIMO akan meningkat secara eksponen, dan dijangkakan 64 atau 128 antena akan diperlukan. Memandangkan setiap antena perlu dilengkapi dengan duplekser yang sepadan, dan penapis yang sepadan digunakan untuk memilih dan memproses frekuensi isyarat, permintaan untuk penapis akan meningkat dengan ketara, yang meletakkan keperluan yang lebih tinggi pada saiz peranti dan prestasi pemanasan penapis. Disebabkan saiznya yang besar dan penjanaan haba yang tinggi, penapis rongga sukar digunakan secara meluas dalam antena berketumpatan tinggi dan menghadapi tekanan pembangunan yang lebih besar.Oleh itu, penapis dielektrik seramik 5G akan memanfaatkan saiznya yang kecil dan ringan untuk menerajui pasaran 5G yang luas pada masa hadapan dan akanSecara beransur-ansur menjadi pemain utama dalam industri penapisaliran.

6. Prospek masa depan penapis dielektrik seramik

Pada masa ini, Huawei dan Ericsson, empat pengeluar peralatan stesen pangkalan komunikasi mudah alih terbesar di dunia, cenderung menggunakan penapis dielektrik seramik. ZTE dan Nokia kini masih menumpukan pada penapis rongga logam mini. Mereka akan beralih kepada penapis dielektrik seramik pada masa hadapan, dan bahagian pasaran penapis seramik akan terus meningkat. Menurut ramalan oleh institusi penyelidikan, akan terdapat hampir 8.5 juta stesen pangkalan di dunia dalam era 5G. Berdasarkan anggaran tiga antena setiap stesen pangkalan dan 64 penapis setiap antena, permintaan untuk penapis dielektrik adalah kira-kira 1.6 bilion, dan kapasiti pasaran global penapis dielektrik seramik adalah kira-kira 56.6 bilion yuan.

Artikel ini berasal daripada "Penapis". Jika terdapat sebarang pelanggaran atau isu lain, sila hubungi kami untuk memadamkannya.Sokong perlindungan hak harta intelek, sila nyatakan sumber asal dan pengarang semasa mencetak semula.