5G seramik dielektrik filtreler yavaş yavaş sektörün ana akımı haline geliyor.

Mobil iletişim baz istasyonu genellikle üç bölümden oluşur: temel bant işleme birimi, radyo frekansı işleme birimi ve anten sistemi. Mobil iletişim anahtarlama merkezi aracılığıyla mobil telefon terminalleriyle bilgi ileten bir radyo alıcı-verici istasyonudur.

Mobil iletişim baz istasyonlarında ve anten sistemlerinde, radyo frekansı cihazları temel bileşenlerden biridir. RF cihazları esas olarak çeşitli filtreler, dupleksörler, birleştiriciler, kule amplifikatörleri, besleme üniteleri, güç bölücüler, kuplörler, anten kontrol üniteleri ve diğer ürünleri içerir. Filtre, anten tarafında bulunur. 5G baz istasyonu anteni yapım düzenlemesinde, yeni MassiveMIMO anteninde, her anten kanalının bir filtreye karşılık geleceği temel olarak belirlenebilir. Dupleksör, baz istasyonu tarafında bulunur ve esas olarak bir iletim filtresi ve bir alım filtresinden oluşur.

Radyo frekans cihazlarının önemli bir parçası olarak filtreler, baz istasyonlarının frekans seçiminde önemli bir rol oynar. Genel olarak, farklı baz istasyonlarının kendi belirgin çalışma frekans bantları vardır, bu nedenle baz istasyonunun gönderilecek ve alınacak çeşitli frekans sinyallerini seçebilme yeteneğine sahip olması gerekir. Filtrenin temel işlevi, iletilen ve alınan sinyalleri filtrelemektir; bu sayede gereksiz frekans bantlarındaki sinyaller ortadan kaldırılarak iletilen ve alınan sinyallerin doğruluğu sağlanır.

 Baz istasyonu filtresinin uygulanması  

Baz istasyonu filtreleri başlıca metal koaksiyel boşluklu, seramik dielektrik rezonanslı ve seramik dielektrik filtreleri içerir.

Üç filtrenin karşılaştırılması

5G çağının başlamasıyla birlikte, yeni bir baz istasyonu inşaat dalgası kaçınılmaz olacak ve filtreler de yeni bir talep zirvesi dalgasına yol açacaktır. Önceki boşluk filtreleri, kademeli olarak seramik dielektrik filtrelere dönüşecektir.

1. Seramik dielektrik filtre üretim prosesi akış şeması

Seramik dielektrik filtrelerin üretim süreci, şekilde gösterildiği gibi, esas olarak toz üretimi, presleme, sinterleme, taşlama, metal kaplama, montaj ve hata ayıklama vb. aşamaları içerir:

   
 Seramik dielektrik filtre üretim prosesi akış şeması

2. Seramik dielektrik filtrelerin özellikleri:

2.1  Dielektrik filtreler, yüksek dielektrik sabiti, düşük kayıp, küçük boyut ve yüksek güç özellikleri sayesinde büyük ölçekli entegrasyon için uygundur;Küçük boyutlu ve kurulumu kolay.

2.2 Kapsanabilen frekans bandı genişliği daha geniştir ve daha yüksek güce dayanabilir..

2.3  İyi güvenilirlikSeramiklerin özellikleri sıcaklık değişimlerine duyarlı değildir. Bu durum özellikle dış mekanlarda daha önemlidir. Boşluk filtrelerinin aksine, performansları yüksek ve düşük sıcaklıklarda büyük ölçüde değişir. Aynı zamanda seramikler iyi korozyon direncine sahiptir;

2.4  Dielektrik seramik filtreler düşük maliyetlidir..

2.5  Dielektrik filtre performansıMikrodalga seramik tozuna bağlıdır5G seramik dielektrik filtrede elektromanyetik dalga rezonansı seramik dielektrik malzemenin içinde meydana gelir ve seramik dielektrik filtrelerin üretiminde kullanılan ana malzeme mikrodalga dielektrik seramik tozudur. Seramik tozu, dielektrik filtrelerin performansını belirler ve tozun formülü ve hazırlanması oldukça zordur.Mikrodalga dielektrik seramik tozunun temel performans göstergeleriDielektrik sabiti bulunmalıdır.dielektrik sabiti (εr), kalite faktörü Q ve düşük dielektrik kaybı, rezonans frekansı sıcaklık katsayısı vb. özellikler, özellikle şu alanlarda yansıtılmaktadır:

    2.5.1 Kullanım KılavuzunumaraYüksek dielektrik sabiti, minyatürleştirilmiş filtre boyutunun tasarımını mümkün kılar, ancak dielektrik sabiti ne kadar yüksek olursa o kadar iyi değildir. Çok yüksek dielektrik sabiti filtre boyutunu etkileyecektir.İletim kaybını etkilediğinden, uygun dielektrik sabitini seçmek için filtrenin tasarım gereksinimleri dikkate alınmalıdır. Mikrodalga dielektrik seramiklerin dielektrik sabiti esas olarak malzeme yapısındaki kristal fazına ve hazırlama sürecine bağlıdır.

    2.5.2 Hata düzeltmeBirkaç Q, düşük dielektrik kayıpKalite faktörü Q ne kadar yüksek olursa, geçiş bandı o kadar dar olur, devre seçiciliği o kadar iyi olur ve elde edilebilecek filtreleme işlevi o kadar iyi olur. Q değeri, dielektrik kayıp tanδ ile ters orantılıdır. Q değeri ne kadar büyük olursa, filtre ekleme kaybı o kadar düşük olur. Malzeme yapısı homojen, yüksek yoğunluklu ve tane büyümesi düzgündür. Safsızlıkların ve kusurların azaltılması Q değerini artırabilir.

    2.5.3 Görünümfrekans sıcaklık katsayısıRezonans frekansının sıcaklık katsayısı sıfıra yakındır, bu da filtrenin yüksek kararlılığını ve güvenilirliğini sağlayabilir. Frekans sıcaklık katsayısı esas olarak malzemenin doğrusal genleşme katsayısı ve dielektrik sabiti tarafından belirlenir.

   Ek notlar:Seramik dielektrik filtrelerin hazırlanmasında günümüzde kullanılan toz halindeki malzemeler başlıca şunlardır:Magnezyum hidroksit, magnezyum titanat, kalsiyum karbonat, magnezyum oksit, baryum karbonat, samaryum oksit, çinko oksit, stronsiyum karbonat, alüminyum oksit, lantan trioksitBekleyin.

Mikrodalga seramik tozu  

3. Seramik dielektrik filtrelerin avantajları

Seramik dielektrik filtreler, tozun kuru presleme ve sinterleme yöntemiyle üretilmesi, ardından elektrot metalizasyonu için her iki tarafının gümüşle kaplanması ve daha sonra piezoelektrik etki oluşturmak için doğru akım yüksek voltajıyla polarize edilmesiyle elde edilir.Seramik parçanın her iki tarafında da deformasyon meydana geldikten sonra, seri rezonans özelliklerine sahip bir elektrik alanı oluşur.Yukarıdaki elektromanyetik dalga rezonansı basınçlı seramik ortam içinde gerçekleştiğinden, rezonatörün sabitlenmesine gerek yoktur, bu nedenle dielektrik filtrenin hacmi küçüktür.

Öte yandan, mikrodalga seramik tozunun metal boşluklara göre daha yüksek Q değeri malzeme özelliklerine sahip olması nedeniyle, ekleme kaybını büyük ölçüde azaltır. Yüksek bant dışı bastırma, iyi sıcaklık kayması özellikleri, geniş sıcaklık aralığı, çeşitli paketleme yapıları ve çıkış arayüzü biçimleri gibi özelliklere sahiptir. Baz istasyonu filtrelerinin minyatürleştirilmesi gelişim trendini karşılar ve 5G teknolojisi çerçevesinde frekans bantlarının artması ve yüksek frekanslı rezonatörlerin Q değeri ve güç kapasitesi için daha yüksek gereksinimler nedeniyle ekipman filtrelerinin sayısındaki artışa uygun hale gelir.

4. Seramik dielektrik filtrelerin dezavantajları:

4.1 Mikrodalga seramik tozu formülünün tutarlılığı ve seri üretime hazırlanmasıyla ilgili sorunlar.Dielektrik filtrelerin üretim sürecinde, daha az safsızlık, daha az kusur içeren ve tanecikleri eşit şekilde dağılmış seramikler üretmek için süreç kontrolüne özen gösterilmelidir.4.2 Seramik filtrelerin üretim süreci karmaşıktır ve metalizasyon otomasyonu da zordur.Bu özel süreç şunları içerir:Toz imalatı, pres kalıplama, sinterleme, taşlama, metal kaplama, montaj ve hata ayıklama vb.Seramik taşlama işleminin geri döndürülemezliği nedeniyle, üretim kapasitesini artırmanın anahtarı ürün hata ayıklamasıdır. Ayrıca, metalizasyon otomasyonu da teknik bir zorluktur.

 Filtre hata ayıklama araçları>>>>Ağ analizörü

5.1 Metal boşluklu filtrelere kıyasla, seramik dielektrik filtreler küçük boyut, hafiflik, düşük kayıp ve yüksek Q değeri avantajlarına sahiptir ve 5G alanındaki uygulamalarda mutlak üstünlükleri bulunmaktadır. Aynı zamanda, bilimsel araştırma ve teknolojinin sürekli geliştirilmesiyle, dielektrik filtrelerin sorunları giderek çözülmekte ve pratiklikleri sürekli artmaktadır. 5G teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, seramik dielektrik filtrelerin çağın trendine ayak uydurması, kendi avantajlarını kullanarak 5G çağındaki baz istasyonlarının ihtiyaçlarını daha iyi karşılaması ve kademeli olarak boşluklu filtreleri geride bırakarak sektörün ana akımı haline gelmesi beklenmektedir.

5.2 5G çağının başlamasıyla birlikte, 5G baz istasyonları minyatürleşme, hafiflik ve yüksek entegrasyon yönünde gelişmektedir. MIMO teknolojisinde kullanılan anten sayısı katlanarak artacak ve 64 hatta 128 antene ihtiyaç duyulması beklenmektedir. Her antenin karşılık gelen bir duplekser ile donatılması ve sinyal frekansını seçmek ve işlemek için karşılık gelen bir filtrenin kullanılması gerektiğinden, filtre ihtiyacı önemli ölçüde artacak ve bu da filtre cihazının boyutu ve ısı performansı üzerinde daha yüksek gereksinimler ortaya koyacaktır. Büyük boyutu ve yüksek ısı üretimi nedeniyle, boşluk filtrelerinin yüksek yoğunluklu antenlerde yaygın olarak kullanılması zordur ve daha büyük bir geliştirme baskısıyla karşı karşıyadır.Bu nedenle, 5G seramik dielektrik filtreler, küçük boyutları ve hafifliklerinden faydalanarak gelecekte geniş 5G pazarında liderliği ele geçirecek veFiltre sektöründe kademeli olarak ana oyuncu haline geliyor.akış.

6. Seramik dielektrik filtrelerin gelecekteki beklentileri

Şu anda dünyanın en büyük dört mobil iletişim baz istasyonu ekipmanı üreticisinden Huawei ve Ericsson, seramik dielektrik filtreler kullanma eğilimindedir. ZTE ve Nokia ise şu anda minyatürleştirilmiş metal boşluklu filtrelere odaklanmaktadır. Gelecekte seramik dielektrik filtrelere geçiş yapacaklar ve seramik filtrelerin pazar payı artmaya devam edecektir. Araştırma kurumlarının tahminlerine göre, 5G çağında dünyada yaklaşık 8.5 milyon baz istasyonu olacak. Baz istasyonu başına üç anten ve anten başına 64 filtre tahmini esas alındığında, dielektrik filtre talebi yaklaşık 1.6 milyar adettir ve seramik dielektrik filtrelerin küresel pazar kapasitesi yaklaşık 56.6 milyar yuan'dır.

Bu makale "Filter" sitesinden alınmıştır. Herhangi bir telif hakkı ihlali veya başka bir sorun varsa, lütfen silinmesi için bizimle iletişime geçin.Fikri mülkiyet haklarının korunmasını destekleyin, yeniden basım yaparken lütfen orijinal kaynağı ve yazarı belirtin.