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Pourquoi utilise-t-on le filtre à cavité sur le circuit imprimé (PCB)

Pourquoi les filtres à cavité sont-ils encore employés dans les boîtiers, y compris les enceintes?


Ceci est dû au 3GPP (projet de partenariat de la 3e génération) de l'ETSI (catégorie A ou B) visant à prévenir l'interférence avec d'autres systèmes de communication. Pour ce faire, l'atténuation de spécification est très importance au niveau des filtres de radio fréquence. Les caractéristiques d'atténuation de haute performance sont requises pour utiliser un résonateur avec un facteur de grande qualité. Afin d'obtenir une valeur Q élevée, il faut augmenter la dimension ou utiliser un matériau diélectrique à faibles pertes ou un métal onéreux qui est un excellent conducteur (exemple : Au). Si on augmente la dimension du filtre, l'espace du circuit imprimé (PCB) diminuera et le montage devient impossible à cause du poids. Par conséquent, la solution réside au niveau de la réduction de la perte diélectrique. Puisque l'air est caractérisé par la perte diélectrique la plus faible parmi tous les matériaux diélectriques, les filtres à cavité l'utilisent. Il convient de signaler que la valeur Q du résonateur du filtre à cavité ayant une dimension acceptable sur le montage du PCB est 1000~2000.

 

Avantages du filtre à microcavité comparé avec un filtre en céramique

Parmi les filtres conventionnels, c'est le filtre en céramique qui peut être installé sur le PCB. Le filtre en céramique qui est miniaturisé en mettant le matériau diélectrique à l'intérieur du résonateur, est utilisé normalement dans le combiné. Des études ont été lancées récemment pour adopter les filtres en céramique dans les équipements de la station de base, toutefois la valeur Q atteint un maximum de 700. Il est difficile de se conformer au niveau standard conventionnel d'atténuation telle que le démontre la figure 1. En outre, les avantages du filtre à cavité comparé avec celui en céramique existent au niveau de la maîtrise de l'émission de rayonnements non essentiels parce que c'est rare d'avoir un mode plus supérieur du résonateur.

Quelles sont les technologies qui privilégient KMW dans le domaine des filtres à micro cavités ?

Le plus important facteur dans la production de filtre est le processus de mise au point. En général, il est effectué à la main par une personne qualifiée. Toutefois, si le filtre est plus petit que le doigt d'un individu, cette tâche sera difficile. Voilà pourquoi, la mise au point automatique en utilisant un appareil mécanique s'avère nécessaire. KMW possède un brevet baptisé "" Bellows Tuning Technologies "" dont la fiabilité a été prouvée sur le marché et au niveau de la production en masse. Afin de fabriquer un petit filtre léger, la finesse des côtes entre les résonateurs est très importante.  Toutefois, dans ce cas, il ne peut pas joindre le corps à la couverture en utilisant des vis. Pour résoudre ce problème, KMW utilise une technologie qui soude le corps et la couverture en ayant recours à la méthode de chauffage par induction.

MIMO massif et Beamforming par le filtre à micro

Comment le MIMO massif et les filtres compacts sont-ils liés ? Les normes de la 4G soutiennent le MIMO 4x4. Toutefois, pour avoir une capacité 10 fois plus grande comparée avec la 4G, la 5G doit supporter plus qu'un MIMO 64x64. Par conséquent, ceci signifie que si la configuration actuelle nécessite 4 filtres par station de base, alors 64 filtres sont requis pour un MIMO massif. Avec 64 filtres intégraux, le poids du système augmentera ainsi que le coût puisque 64 connecteurs de radio fréquences chers seront employés. D'autre part, dans le cas de l'utilisation du filtre dans le montage du PCB, nous aurons une interface de radio fréquence fiable sans des connecteurs de radio fréquence chers. Dans ce cadre, les filtres mis manuellement au point peuvent difficilement maintenir une phase consistante. Toutefois, les filtres à macro cavités peuvent la garantir grâce à la mise au point automatique, et sont très bénéfiques pour le beamforming parce qu'ils sont connectés directement sur le PCB sans des connecteurs de radio fréquence. La figure 4 montre le RRH pour le LTE-TDD 2.5 GHZ supportant le MIMO 8x8 avec un filtre à microcavités fixé sur une pièce du PCB.

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