"5G通信技术的发展面临一个关键挑战,即电磁干扰问题,这严重影响了通信系统的性能,尤其是在天线系统和芯片封装方面。电磁兼容(EMC)问题导致带外杂散信号干扰和同频、邻频电磁噪声,降低了通信的速率、延迟和可靠性。传统的滤波器技术如SAW和BAW滤波器无法满足高频段的需求,因此需要寻找新的解决方案。在5G系统中,高信号传输率和芯片封装设计的紧凑性加剧了电磁兼容问题,其中芯片的外部耦合成为主要研究焦点。理解电磁干扰的来源、耦合路径以及保护敏感设备是解决这一问题的关键。"
5G通信技术的电磁干扰问题主要源于两个核心领域:天线系统和芯片封装。随着5G技术的发展,电子设备的集成度和时钟频率增加,这导致电磁环境复杂化,增加了电磁干扰的可能性。天线作为通信系统的关键组件,其性能直接影响到5G通信的速率、延迟和容量。电磁兼容问题表现为带外杂散信号干扰天线系统,同时天线模块对通信系统内其他模块产生的电磁噪声异常敏感。
为了应对这些挑战,传统的滤波技术,如声表面波滤波器(SAW)和介质滤波器,已不能满足5G通信的高频率需求。SAW滤波器在高频段性能下降,而BAW滤波器在抑制倍频处杂散信号上的不足,都促使业界寻找新型滤波解决方案。这可能涉及到开发新型滤波材料、结构或者采用更先进的滤波技术。
在5G通信系统中,芯片封装的设计同样面临着严峻的电磁兼容问题。高频率导致芯片封装尺寸接近工作波长,使得天线辐射/接受效应显著,同时,缩小的封装尺寸使得各模块间的电磁干扰更加难以避免。因此,芯片系统级封装设计需要考虑如何减少电磁干扰对芯片性能的影响。
集成电路作为5G通信系统的中心,既是电磁干扰的源头,也是受影响的对象。尽管在流片前的测试可以解决一部分内部问题,但外部耦合引发的电磁兼容问题更为复杂。解决这个问题需要深入理解电磁噪声如何通过电场耦合、磁场耦合、传导耦合和辐射场耦合进入或离开集成电路,并采取相应措施隔离和保护敏感电路。
电磁干扰对5G通信构成严重阻碍,需要通过创新的天线设计、优化的滤波技术、改进的芯片封装策略以及精确的电磁干扰源识别和耦合路径分析来应对。只有这样,5G通信才能充分发挥其高速、低延迟和高容量的优势,实现更稳定可靠的通信服务。