在主流 5G 无线通信领域，未来的重点将转向利用毫米波频谱中 20 GHz 以上的频率，以提高带宽容量，最终提升传输速率。
众所周知，由于毫米波信号频率高、路径损耗大，因此需要更小的天线。这些天线组合在一起，形成窄波束、高增益的阵列天线。
滤波器设计的主要难点之一在于要与天线尺寸相适配，对于高频滤波器而言尤其如此。此外，滤波器的制造公差和温度稳定性对产品设计和生产的各个方面都有显著影响。
毫米波技术中的尺寸限制
在传统的天线阵列系统中，阵元间距必须小于半波长（λ/2），以避免干扰。这一原则同样适用于 5G 波束赋形天线。例如，工作在 28 GHz 频段的天线，其阵元间距约为 5 毫米。因此，阵列内的组件必须非常小。
毫米波应用中采用的相控阵通常采用平面结构设计，如下所示：天线（黄色区域）安装在印刷电路板（PCB）（绿色区域）上，而电路板（蓝色区域）可与天线板垂直连接。
这些电路板上的空间本就十分有限，而新兴技术正在探索更紧凑的扁平结构，这意味着滤波器和其他电路模块需要做得更小，才能直接安装在天线 PCB 的背面。
制造公差对滤波器的影响
鉴于毫米波滤波器的重要性，制造公差起着关键作用，它既影响滤波器的性能，也影响其成本。
为了进一步研究这些因素，我们比较了三种不同的 26 GHz 滤波器制造方法：
下表列出了生产中遇到的典型极端公差：
容差对 PCB 微带滤波器的影响
如下所示，展示了一种微带滤波器设计。
设计模拟曲线如下：
为了研究容差对该 PCB 微带滤波器的影响，选取了八个潜在的极端容差，结果显示出显著差异。
容差对 PCB 带状线滤波器的影响
如下所示的带状线滤波器设计是一种七级结构，上下均采用 30 密耳的 RO3003 介质板。
滚降较缓，且由于通带附近没有零点，其矩形系数不如微带线，导致在较远频率处的谐波性能欠佳。
同样，公差分析表明，与微带线相比，其灵敏度更高。
结论
为了使 5G 无线通信实现更快的速度，工作在 20 GHz 及更高频率的毫米波滤波器技术至关重要。然而，在物理尺寸、公差稳定性和制造复杂性方面仍存在挑战。
因此，必须仔细考虑公差对设计的影响。显然，表面贴装（SMT）滤波器比微带线和带状线滤波器表现出更高的稳定性，这表明 SMT 表面贴装滤波器可能会成为未来毫米波通信的主流选择。
以射频滤波器制造专业知识闻名的 康普信源公司，提供了一系列全面的滤波器，专为满足 5G 解决方案的独特需求而定制。作为专业的原始设计制造商（ODM）和原始设备制造商（OEM），公司提供了详尽的射频滤波器清单供参考，确保其能与各种 5G 应用兼容并实现最佳性能。如需了解可用选项，请访问我们的网站www.concept-mw.com。如需进一步咨询或讨论特定项目需求，欢迎联系销售团队，邮箱为 sales@concept-mw.com。