Por que os filtros RF estão se tornando mais importantes？
O rápido crescimento dos dados móveis sem fio e das redes 4G LTE levou a uma demanda crescente por novas bandas e pela agregação de operadoras para combinar bandas para acomodar o tráfego sem fio. A rede 3G utiliza apenas cerca de cinco bandas, e as redes LTE utilizam agora mais de 40 bandas e, com o advento do 5G, o número de bandas aumentará ainda mais.
Os dispositivos conectados enviam sinais em várias bandas: celular, Wi-Fi, Bluetooth e GPS, evitando interferências. Poderíamos pensar imediatamente em smartphones, barbatanas de tubarão montadas em carros, estações base celulares, sistemas de radar e comunicações e aplicações industriais, científicas ou médicas ligadas à Internet das Coisas (IoT). Neste ponto, é necessário que o filtro saia.
Um smartphone sem filtro é um tijolo
Assim como as antenas, os filtros estão se tornando uma parte cada vez mais importante dos mixers de rede. O dispositivo recebe uma variedade de frequências e o filtro permite a passagem da frequência desejada enquanto suprime a frequência indesejada. Em outras palavras, o filtro é como Gandalf em “O Senhor dos Anéis” de John Ronald Ryall Tolkien: “Você não passará!” “Os dispositivos atuais geralmente são equipados com 30 a 40 filtros para evitar interferências. Esta situação se tornará mais complicada à medida que a próxima geração de smartphones de última geração exigir mais filtros.
Desafios de design de filtro
Os filtros são uma ferramenta essencial para engenheiros de projeto de RF, mas também enfrentam muitos desafios. Para começar, o desempenho do filtro varia com a temperatura. Os filtros em vários dispositivos hoje podem suportar uma temperatura média de 60 graus Celsius (140 graus Fahrenheit) ou superior, enquanto os filtros internos podem suportar uma temperatura média de 25 graus Celsius (77 graus Fahrenheit) e temperaturas ainda mais altas para barbatanas de tubarão ou filtros embutidos em o telhado. Quanto maior a temperatura do filtro, mais difícil será filtrar uma frequência específica e maior será a probabilidade de o sinal "desviar" para a banda adjacente.
Gerenciar a variação de temperatura é particularmente importante porque muitas das faixas recentemente alocadas estão muito próximas das faixas existentes. Ao mesmo tempo, a agregação de operadoras (CA) está crescendo rapidamente, com provedores de serviços celulares combinando até cinco canais de operadoras para comprovar o desempenho da rede, onde a filtragem precisa é um pré-requisito.
Para resolver problemas de temperatura, a indústria de RF está desenvolvendo tecnologias de filtros com baixo desvio e sem desvio. Os filtros Surface Sonic (SAW) e Body Sound Wave (BAW) mantêm um alto grau de estabilidade quando a temperatura muda, atendendo aos exigentes requisitos de desempenho dos dispositivos emergentes.
Tal como referido acima, a próxima geração de smartphones topo de gama também necessita de ser equipada com mais filtros. Como todos os outros componentes de RF, há muito pouco espaço para filtros. Os engenheiros devem ser capazes de integrar vários filtros em espaços menores para obter maior desempenho.
Duplexadores, triplexadores, cuadruplexadores e hexaplexadores são chamados coletivamente de multiplexadores. Os multiplexadores integram vários filtros em um dispositivo para ajudar os projetistas a economizar espaço, simplificar o projeto, atender aos requisitos de desempenho e evitar interferências.
No ambiente móvel atual, o número de bandas necessárias para um dispositivo é impressionante e, com o advento da era 5G, esta tendência só vai piorar. Embora o suporte a todas as bandas possa causar problemas de interferência, o problema pode ser resolvido com um filtro. Sem filtros, a rede simplesmente não funciona.
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Horário da postagem: 26 de novembro de 2021
