隨著移動(dòng)通信市場(chǎng)對(duì)于超高數(shù)據(jù)傳輸、低延遲和大容量的需求越來(lái)越旺盛，通信行業(yè)需要開發(fā)5G無(wú)線技術(shù)的其他頻段來(lái)緩解當(dāng)前無(wú)線頻譜的網(wǎng)絡(luò)使用壓力。
行業(yè)認(rèn)為頻譜中24 GHz以上的高頻段具有支持大帶寬和高數(shù)據(jù)速率的潛力，是增加無(wú)線網(wǎng)絡(luò)容量的理想選擇。由于該頻段的電磁波波長(zhǎng)以毫米為單位，這些高頻段也通常被稱為毫米波（mmWave）。
盡管毫米波頻段可以一直延伸到300 GHz，但24 GHz到100 GHz的頻段有望用于5G。
5G mmWave 頻段
5G毫米波（mmWave）的優(yōu)點(diǎn)
高速度、大容量：毫米波能夠提供極高的數(shù)據(jù)傳輸速度，峰值速率可達(dá)30Gbps，支持大量設(shè)備同時(shí)連接，適合高清視頻流直播、虛擬現(xiàn)實(shí)等場(chǎng)景 。
低延遲：毫米波技術(shù)可以通過(guò)降低通信延遲，來(lái)實(shí)現(xiàn)更快的響應(yīng)，對(duì)于需要實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用場(chǎng)景如自動(dòng)駕駛、遠(yuǎn)程控制等非常友好。
高方向性：毫米波的方向性好，波束窄，有利于精準(zhǔn)定位和傳輸，可以提高信號(hào)的安全性和減少干擾 。
全天候特性：毫米波的傳播受氣候的影響要小得多，具有全天候特性 。
毫米波也有一些挑戰(zhàn)，比如基站建設(shè)成本相對(duì)較高，信號(hào)覆蓋范圍相對(duì)較小，容易被建筑物和障礙物阻擋 。因此可以預(yù)期毫米波將與Sub-6GHz的5G以及4G LTE一起緊密部署集成，從而一起保障移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信的性能和覆蓋范圍。
移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)
基于NXP MMW9014設(shè)計(jì)5G毫米波基站
NXP基于5G 4通道雙極化模擬波束毫米波IC MMW9014，設(shè)計(jì)了一款64通道，工作在24GHz到28GHz頻段的5G毫米波基站
5G毫米波基站產(chǎn)品爆炸圖
5G毫米波基站的有源相控陣天線設(shè)計(jì)非常緊湊，天線的間距需要嚴(yán)格控制在半波長(zhǎng)5mm，每路天線都需要連接到兩個(gè)極化饋電來(lái)形成一個(gè)發(fā)射/接收通道，從而形成相控陣天線矩陣。對(duì)于天線來(lái)講，PCB的翹曲，工作溫度和裝配等任何微小的變化都會(huì)導(dǎo)致性能出現(xiàn)異常。
毫米波相控陣PCB天線
管理天線的翹曲
任何翹曲的產(chǎn)生都是由于PCB疊層設(shè)計(jì)和元器件的熱性能不同，設(shè)備在工作過(guò)程中產(chǎn)生熱累積，長(zhǎng)時(shí)間工作后熱應(yīng)力讓PCB發(fā)生翹曲。產(chǎn)品設(shè)計(jì)的目標(biāo)就是在PCB天線的翹曲和熱管理之間找到平衡，從而保證天線工作在正確的頻點(diǎn)同時(shí)工作在穩(wěn)定的溫度環(huán)境。
設(shè)計(jì)PCB疊構(gòu)
如下12層PCB疊層結(jié)構(gòu)，頂部6層為毫米波相控陣天線矩陣，底部6層為饋電、電源、模擬和數(shù)字地。
由于PCB的正面有相控陣天線矩陣，為了盡量減少走線對(duì)于天線的干擾，應(yīng)該盡量將走線分布在天線的區(qū)域以外。
疊孔的設(shè)計(jì)
疊孔設(shè)計(jì)控制在三次以內(nèi)，盡量使用非疊孔設(shè)計(jì)，從而增強(qiáng)PCB疊層之間的結(jié)合力，盡量降低因?yàn)殂~和PP不同熱膨脹系數(shù)對(duì)PCB翹曲產(chǎn)生的影響。
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