Спектральная эффективность и стабильность температуры фильтра
В Википедии сейчас можно найти интересную сводную таблицу спектральных эффективностей распространенных систем связи, в которой интересно посмотреть на исторический контекст. Например, сотовая связь 1G показывала спектральную эффективность 0,45 бит/сек/Гц около 1981, тогда как LTE-Advanced (2013) могла достигать 30 бит/с/Гц с 8х8 MIMO.
5G стремится к еще большему прогрессу в области спектральной эффективности. В 2016 году, например, команда из Бристольского Университета установила скорость 145,6 бит/с/Гц до 6 ГГц, а группа из Nokia Bell Labs сообщила об эффективности 100 бит/с/Гц при 28 ГГц.
При полосе пропускания 500МГц 100 бит/с/Гц представляют собой скорость передачи данных 50 Гбит/с, предполагая, что установленная цель для 5G в 20 Гбит/с вполне достижима для систем миллиметрового диапазона. Правда, нужно отметить, что не все из этих 500 МГц будут доступны для данных – есть такие вещи, как издержки на системные операции, которые нужно учитывать, также как и допуски на пропускную способность системы, которые могут откусить хороший кусок от этих прекрасных 50 Гбит/с.
Это приводит к интересному вопросу о том, как мы должны специфицировать ВЧ фильтры для подобных систем. Учитывая, что спектральная эффективность продолжает расти, внушительный объем данных будет упакован в скромную полосу пропускания в 1 Гц, и возможно, даже на миллиметровых частотах, где полоса пропускания кажется достаточной, важно не растерять большим трудом полученные улучшения в спектральной эффективности из-за растрачивания пропускной способности. Мы должны заранее задуматься о том, какую ширину полосы мы можем выдержать, теряя на изменениях температуры, например, если каждый МГц в полосе несет 100 Мбит/с.
В компании Knowles Precision Devices, DLI мы внимательно изучили температурную стабильность микрополосковых фильтров, где одной из ключевых переменных является материал подложки. Возьмем, например, сравнение между двумя полосовыми фильтрами 18ГГц, один из которых выполнен на нашей ‘CF’ подложке, а другой на плате из оксида алюминия. Мы измеряли отклик фильтра при температурах от -55°C до +125°C:
На верхней стороне фильтра на основе оксида алюминия мы увидели сдвиг на 300МГц, а на нижней стороне сдвиг на 140МГц. При спектральной эффективности в диапазоне 100 бит/с/Гц сдвиг в полосе пропускания только на 10 МГц может приравниваться к 1 Гбит/с пропускной способности канала, что вряд ли выдержит современный мир 5G, ориентированный на скорость передачи данных.
Имея дело с такими высокими спектральными эффективностями в миллиметровом диапазоне, возникают новые сложности, связанные с тем, как, например, полоса пропускания ВЧ систем реагирует на изменения температуры. Поговорите со специалистом по разработке ВЧ фильтров компании Knowles Precision Devices, чтобы убедиться, что технология подложки, которую вы используете для своего фильтра, подходит для вашего устройства.
Вы можете узнать больше информации о 5G решениях компании Knowles Precision Devices, и о наших фильтрах миллиметрового диапазона и микрополосковой технологии на следующих ресурсах:
Источник: vertassets.blob.core.windows.net
