Por qué los filtros de RF son cada vez más importantes？
El rápido crecimiento de los datos inalámbricos móviles y las redes 4G LTE ha llevado a una creciente demanda de nuevas bandas y de agregación de operadores para combinar bandas para acomodar el tráfico inalámbrico. La red 3G utiliza sólo unas cinco bandas, y las redes LTE ahora utilizan más de 40 bandas, y con la llegada de 5G, el número de bandas aumentará aún más.
Los dispositivos conectados envían señales a través de múltiples bandas: celular, Wi-Fi, Bluetooth y GPS, evitando interferencias. Podríamos pensar inmediatamente en teléfonos inteligentes, aletas de tiburón montadas en la parte superior de los automóviles, estaciones base celulares, sistemas de radar y comunicaciones, y aplicaciones industriales, científicas o médicas conectadas al Internet de las cosas (IoT). En este punto, es necesario que salga el filtro.
Un smartphone sin filtro es un ladrillo
Al igual que las antenas, los filtros se están convirtiendo en una parte cada vez más importante de los mezcladores en red. El dispositivo recibe una variedad de frecuencias y el filtro permite que pase la frecuencia deseada mientras suprime la frecuencia no deseada. En otras palabras, el filtro es como Gandalf en “El Señor de los Anillos” de John Ronald Ryall Tolkien: "¡No pasarás!" "Los dispositivos actuales suelen estar equipados con entre 30 y 40 filtros para evitar interferencias. Esta situación se volverá más complicada a medida que la próxima generación de teléfonos inteligentes de alta gama requiera más filtros.
Desafíos del diseño de filtros
Los filtros son una herramienta esencial para los ingenieros de diseño de RF, pero también enfrentan muchos desafíos. Para empezar, el rendimiento del filtro varía con la temperatura. Los filtros de varios dispositivos actuales pueden soportar una temperatura promedio de 60 grados Celsius (140 grados Fahrenheit) o más, mientras que los filtros de interior pueden soportar una temperatura promedio de 25 grados Celsius (77 grados Fahrenheit) e incluso temperaturas más altas para las aletas de tiburón o los filtros incrustados en el techo. Cuanto mayor sea la temperatura del filtro, más difícil será filtrar una frecuencia particular y más probable será que la señal se "desvíe" hacia la banda adyacente.
Gestionar la variación de la temperatura es particularmente importante porque muchas de las bandas recientemente asignadas están muy cerca de las bandas existentes. Al mismo tiempo, la agregación de operadores (CA) está creciendo rápidamente, y los proveedores de servicios celulares combinan hasta cinco canales de operadores para demostrar el rendimiento de la red, donde el filtrado preciso es un requisito previo.
Para abordar los problemas de temperatura, la industria de RF está desarrollando tecnologías de filtrado con y sin deriva. Los filtros Surface Sonic (SAW) y Body Sound Wave (BAW) mantienen un alto grado de estabilidad cuando cambia la temperatura, cumpliendo con los exigentes requisitos de rendimiento de los dispositivos emergentes.
Como se mencionó anteriormente, la próxima generación de teléfonos inteligentes de alta gama también debe estar equipada con más filtros. Como todos los demás componentes de RF, hay muy poco espacio para filtros. Los ingenieros deben poder integrar múltiples filtros en espacios más pequeños para lograr un mayor rendimiento.
Los duplexores, triplexores, cuadruplexores y hexaplexores se denominan colectivamente multiplexores. Los multiplexores integran múltiples filtros en un dispositivo para ayudar a los diseñadores a ahorrar espacio, simplificar el diseño, cumplir con los requisitos de rendimiento y evitar interferencias.
En el entorno móvil actual, la cantidad de bandas requeridas para un dispositivo es asombrosa y con el advenimiento de la era 5G, esta tendencia solo empeorará. Si bien admitir todas las bandas puede causar problemas de interferencia, el problema se puede solucionar con un filtro. Sin filtros, la red simplemente no funciona.
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Hora de publicación: 26-nov-2021
