5G keramische diëlektrische filters worden geleidelijk aan de standaard in de industrie.

Een mobiel communicatiebasisstation bestaat doorgaans uit drie onderdelen: een basisbandverwerkingseenheid, een radiofrequentieverwerkingseenheid en een antennesysteem. Het is een radiozendontvangerstation dat informatie verzendt naar mobiele telefoons via een mobiel communicatieschakelcentrum.

In mobile communication base stations and antenna systems, radio frequency devices are one of the core components. RF devices mainly include various types of filters, duplexers, combiners, tower amplifiers, feed units, power splitters, couplers, antenna control units and other products. The filter is located on the antenna side. For the 5G base station antenna construction arrangement, in the new MassiveMIMO antenna, it can be basically determined that each antenna channel will correspond to a filter. The duplexer is located on the base station side and essentially consists of a transmit filter and a receive filter.

Filters vormen een belangrijk onderdeel van radiofrequentieapparatuur en hebben de cruciale taak om basisstations te helpen bij het selecteren van frequenties. Over het algemeen hebben verschillende basisstations hun eigen duidelijke werkfrequentiebanden, waardoor een basisstation in staat moet zijn om verschillende frequentiesignalen te selecteren voor verzending en ontvangst. De belangrijkste functie van een filter is het filteren van de verzonden en ontvangen signalen, waardoor signalen in ongewenste frequentiebanden worden geëlimineerd en de nauwkeurigheid van de verzonden en ontvangen signalen wordt gewaarborgd.

 Toepassing van basisstationfilter  

Base station filters mainly include metal coaxial cavity, ceramic dielectric resonance and ceramic dielectric filters.

Vergelijking van drie filters

With the advent of the 5G era, a new wave of base station construction will be inevitable, and filters will also usher in a new wave of demand peaks. The previous cavity filters will gradually transform into ceramic dielectric filters.

1. Processtroomschema voor de productie van keramische diëlektrische filters

Het productieproces van keramische diëlektrische filters omvat hoofdzakelijk de volgende stappen: poederproductie, persen, sinteren, slijpen, metalliseren, assemblage en inbedrijfstelling, enzovoort, zoals weergegeven in de afbeelding:

   
 Stroomschema van het productieproces van keramische diëlektrische filters

2. Kenmerken van keramische diëlektrische filters:

2.1  Diëlektrische filters hebben een hoge diëlektrische constante, lage verliezen, een klein formaat en een hoog vermogen voor grootschalige integratie;Klein formaat en eenvoudig te installeren.

2.2 Het bereik van de frequentieband is groter en kan een hoger vermogen aan..

2.3  Goede betrouwbaarheidDe eigenschappen van keramiek zijn niet gevoelig voor temperatuurschommelingen. Dit is vooral belangrijk buitenshuis. In tegenstelling tot holtefilters, waarbij de prestaties sterk variëren bij hoge en lage temperaturen. Tegelijkertijd heeft keramiek een goede corrosiebestendigheid.

2.4  Diëlektrische keramische filters zijn goedkoop..

2.5  Prestaties van diëlektrische filtersHangt af van het keramisch poeder in de magnetron: The electromagnetic wave resonance in the 5G ceramic dielectric filter occurs inside the ceramic dielectric material, and the key material for the production of ceramic dielectric filters is microwave dielectric ceramic powder. Ceramic powder determines the performance of dielectric filters, and the formula and preparation of the powder are very difficult.Belangrijkste prestatie-indicatoren van microgolfdiëlektrisch keramisch poederMoet een diëlektrische constante hebbennumber (εr), quality factor Q and low dielectric loss, resonant frequency temperature coefficient, etc., specifically reflected in:

    2.5.1 De juiste keuzeaantal: High dielectric constant can realize the design of miniaturized filter size, but the higher the dielectric constant is not, the better. Too high dielectric constant will affect the filter size.Dit beïnvloedt het transmissieverlies, dus bij het kiezen van de juiste diëlektrische constante moet rekening worden gehouden met de ontwerpvereisten van het filter. De diëlektrische constante van microgolfdiëlektrische keramiek is voornamelijk afhankelijk van de kristalfase in de materiaalstructuur en het bereidingsproces.

    2.5.2 品质因Several Q, low dielectric lossHoe hoger de kwaliteitsfactor Q, hoe smaller de doorlaatband, hoe beter de circuitselectiviteit en hoe beter de filterfunctie. De Q-waarde is omgekeerd evenredig met het diëlektrisch verlies tanδ. Hoe groter de Q-waarde, hoe lager het invoegverlies van het filter. De materiaalstructuur is uniform, zeer dicht en de korrelgroei is uniform. Het verminderen van onzuiverheden en defecten kan de Q-waarde verbeteren.

    2.5.3 谐振frequentie temperatuurcoëfficiënt: The temperature coefficient of the resonant frequency is close to zero, which can achieve high stability and reliability of the filter. The frequency temperature coefficient is mainly determined by the linear expansion coefficient and dielectric constant of the material.

   Aanvullende opmerkingen:De poedermaterialen die momenteel worden gebruikt voor de vervaardiging van keramische diëlektrische filters omvatten hoofdzakelijk:Magnesiumhydroxide, magnesiumtitanaat, calciumcarbonaat, magnesiumoxide, bariumcarbonaat, samariumoxide, zinkoxide, strontiumcarbonaat, aluminiumoxide, lanthaantrioxideWacht.

Magnetronkeramiekpoeder  

3. Advantages of ceramic dielectric filters

Keramische diëlektrische filters worden gemaakt door poeder droog te persen en te sinteren, vervolgens aan beide zijden met zilver te bedekken voor elektrodemetallisatie, en daarna gepolariseerd door een gelijkspanning om een ​​piëzo-elektrisch effect te produceren.After deformation on both sides of the ceramic piece, an electric field is generated and has series resonance characteristics.Omdat de bovengenoemde elektromagnetische golfresonantie optreedt in het keramische medium onder druk, is het niet nodig om de resonator te bevestigen, waardoor het volume van het diëlektrische filter klein is.

On the other hand, because microwave ceramic powder has higher Q-value material properties than metal cavities, it greatly reduces insertion loss. It has the characteristics of high out-of-band suppression, good temperature drift characteristics, wide temperature range, various forms of packaging structures and output interface forms. It meets the development trend of miniaturization of base station filters and becomes suitable for the increase in the number of equipment filters due to the increase in frequency bands and higher requirements for the Q value and power capacity of high-frequency resonators under the 5G technology framework.

4. Nadelen van keramische diëlektrische filters:

4.1 Problems with the consistency of microwave ceramic powder formula and preparation for mass productionTijdens het productieproces van diëlektrische filters moet ernaar gestreefd worden het proces te beheersen om keramiek te produceren met minder onzuiverheden, minder defecten en gelijkmatig verdeelde korrels.4.2 The production process of ceramic filters is complex and metallization automation is also difficult.: The specific process includesPowder manufacturing, press molding, sintering, grinding, metallization, assembly and debugging, etc.Vanwege de onomkeerbaarheid van het slijpen van keramiek is productdebugging cruciaal voor het verbeteren van de productiecapaciteit. Daarnaast vormt de automatisering van de metallisatie ook een technische uitdaging.

 Filterdebuggingtools>>>>Netwerkanalysator

5.1 In vergelijking met metalen holtefilters hebben keramische diëlektrische filters de voordelen van een klein formaat, een laag gewicht, lage verliezen en een hoge Q-factor, en bieden ze absolute voordelen voor toepassingen in de 5G-sector. Tegelijkertijd worden, dankzij voortdurend wetenschappelijk onderzoek en technologische ontwikkelingen, de problemen met diëlektrische filters geleidelijk opgelost en neemt hun praktische toepasbaarheid steeds verder toe. Met de ontwikkeling van 5G-technologie wordt verwacht dat keramische diëlektrische filters gelijke tred zullen houden met de trends van de tijd, hun eigen voordelen zullen benutten om beter te voldoen aan de behoeften van basisstations in het 5G-tijdperk en geleidelijk holtefilters zullen overtreffen, om zo de standaard in de industrie te worden.

5.2 With the advent of the 5G era, 5G base stations are developing towards miniaturization, lightweight and high integration. The number of antennas used in MIMO technology will increase exponentially, and it is expected that 64 or even 128 antennas will be required. Since each antenna needs to be equipped with a corresponding duplexer, and a corresponding filter is used to select and process the signal frequency, the demand for filters will increase significantly, which places higher requirements on the device size and heating performance of the filter. Due to its large size and high heat generation, cavity filters are difficult to be widely used in high-density antennas and face greater development pressure.Therefore, 5G ceramic dielectric filters will take advantage of their small size and light weight to take the lead in the vast 5G market in the future and willGradually becoming the main player in the filter industrystromen.

6. Toekomstperspectieven van keramische diëlektrische filters

Momenteel gebruiken Huawei en Ericsson, de vier grootste fabrikanten van basisstations voor mobiele communicatie ter wereld, voornamelijk keramische diëlektrische filters. ZTE en Nokia richten zich nog steeds op geminiaturiseerde metalen holtefilters. Zij zullen in de toekomst overstappen op keramische diëlektrische filters, waardoor hun marktaandeel verder zal groeien. Volgens voorspellingen van onderzoeksinstellingen zullen er in het 5G-tijdperk bijna 8.5 miljoen basisstations wereldwijd zijn. Uitgaande van drie antennes per basisstation en 64 filters per antenne, bedraagt ​​de vraag naar diëlektrische filters ongeveer 1.6 miljard stuks, met een wereldwijde marktwaarde van circa 56.6 miljard yuan.

Dit artikel is afkomstig van "Filter". Mocht er sprake zijn van inbreuk op auteursrechten of andere problemen, neem dan contact met ons op zodat we het kunnen verwijderen.Steun de bescherming van intellectuele eigendomsrechten; vermeld bij herpublicatie de oorspronkelijke bron en auteur.