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【知识科普】天线技术的发展和5G天线PCB

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深联电路|  楼主 | 2024-12-28 08:59 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
【知识科普】天线技术的发展和5G天线PCB

移动通信基站天线的演进及趋势

基站天线是伴随着网络通信发展起来的,工程人员根据网络需求来设计不同的天线。因此,在过去几代移动通信技术中,天线技术也一直在演进。


第一代移动通信几乎用的都是全向天线,当时的用户数量很少,传输的速率也较低,这时候还属于模拟系统。

到了第二代移动通信技术,我们才进入了蜂窝时代。这一阶段的天线逐渐演变成了定向天线,一般波瓣宽度包含60°和90°以及120°。以120°为例,它有三个扇区。

八十年代的天线还主要以单极化天线为主,而且已经开始引入了阵列概念。虽然全向天线也有阵列,但只是垂直方向的阵列,单极化天线就出现了平面和方向性的天线。从形式来看,现在的天线和第二代的天线非常相似。

1997年,双极化天线(±45°交叉双极化天线)开始走上历史舞台。这时候的天线性能相比上一代有了很大的提升,不管是3G还是4G,主要潮流都是双极化天线。

到了2.5G和3G时代,出现了很多多频段的天线。因为这时候的系统很复杂,例如GSM、CDMA等等需要共存,所以多频段天线是一个必然趋势。为了降低成本以及空间,多频段在这一阶段成为了主流。

到了2013年,我们首次引入了MIMO(多入多出技术,Multiple-Input Multiple-Output)天线系统。最初是4×4 MIMO天线。

MIMO技术提升了通信容量,这时候的天线系统就进入了一个新的时代,也就是从最初的单个天线发展到了阵列天线和多天线。

但是,现在我们需要把目光投向远方,5G的部署工作已经启动了,天线技术在5G会扮演一个什么样的角色,5G对天线设计会产生什么影响?这是我们需要探索的问题。


5G 天线 PCB 作为 5G 通信技术蓬勃发展的关键支撑组件,正发挥着不可或缺的作用。


从设计特性来看,它为适配 5G 高频、高速的信号传输需求,线路布局更为精密复杂。相比传统 PCB,5G 天线 PCB 的线路宽度与间距大幅缩小,以降低信号传输损耗,确保 5G 频段下微弱信号也能精准、快速传递。其采用的多层板结构经过精心优化,不同层各司其职,有的负责信号传输,有的承担屏蔽干扰功能,协同保障 5G 信号质量。

在材料选择上,必须满足 5G 严苛要求。选用的介质材料具备极低的介电常数与损耗正切,减少信号在传播过程中的衰减,让 5G 信号尽可能以最强状态辐射出去。同时,金属材料多选用高导电性、耐腐蚀性的铜合金,确保天线在各种复杂环境下可靠工作,稳定收发 5G 信号。

5G 天线线路板制造工艺更是精益求精。高精度的印刷蚀刻技术用于制作精细线路,误差控制在极小范围内。钻孔工艺配合先进的填孔材料,保障层间连接稳固,为高频信号搭建畅通的 “桥梁”。而且,为了应对 5G 设备小型化趋势,5G 天线 PCB 还具备良好的可加工性,能根据不同终端设备形状灵活定制,完美嵌入智能手机、5G 基站等各类产品,助力 5G 通信网络高效构建,开启高速率、低延迟的智能互联新时代。


随着科技飞速发展,天线技术变革深刻。从早期仅满足基础收发的无线电天线,到 5G 时代已实现质的飞跃。其中,5G 天线 PCB 是关键,承载 5G 高频、高速通信重任。一方面,其线路设计依 5G 频段优化,线宽与间距精细至极,多层板结构智能协作,保障信号稳定传输、屏蔽干扰;另一方面,材料选用不断创新,超低介电常数介质搭配高导电性铜合金,适应复杂环境。

线路板厂的先进制造工艺使其精度高、可加工性强,适配智能手机与 5G 基站,助力构建智能互联网络,推动天线技术进阶。



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