【选型】通往5G之路：功率放大器——用于微波小基站设备的高频板材选择

2018-03-07 ROGERS(世强编辑整理) 馨小喵
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5G网络将会给人们带来浸入式的网络体验，浸入式网络体验是指无论在室内室外，还是在人流密集的场所或高速运动的交通工具上，满足低延时与高可靠需求的5G都可以带来更可靠更高速的网络应用。此外，5G还可以满足物流网的需求，从而实现更多新应用。ROGERS公司全面的高频板材型号可以为工程师设计功率放大器或低频广域网功率放大器带来很多选择。

 

如图1是在IMT-2020提出的5G愿景，它定义了5G应用的三个主要领域，分别是增强型移动宽带网（enhanced Mobile Broadband,EMBB）、大规模机器通信网络（massive Machine-Type Communications, MMTC）与高可靠低延时通信网（Ultra-Reliable Low Latency Communications, URLLC）。其中，EMBB可以通过改善数据速率、频谱效率和移动性为人们带来几个Gbps的宽带家庭固网服务或移动增强现实服务；MMTC通过改善连接密度与网络节能效率为物联网提供服务；URLLC提供低延时与高峰值速率的改善。


图1  5G网络的愿景

 

功率放大器作为5G研发的关键部分，由于网络冗余量的缩减，为了在微波频段保证覆盖的效率，对于功率放大器的要求也会进一步提高。接下来主要介绍用于小基站设备板材的选择。

 

小基站的频率频段与4G相似，因此会延续很多4G部分的设计。在6GHz以下的小基站设计中，会主要用与4G设计类似的板材，在4G设计中选择的材料是RO4350B™，由于它是热固性材料，比较适合混压板加工，满足Sub-6GHz小基站设计中功率放大器与天线的集成设计要求。若对于插损有更多的需求，则可以选择RO3035™，它的介电常数与RO4350B™是相同的，但由于它是PTFE类材料，因此它的介质损耗更低。由于小于6GHz的设计有小型化与高集成的要求，所以如果需要实现更高介电常数的设计，那么可以选择RO4360G2™与RO3006™两款材料，这两款材料由于介电常数更高可以缩小天线与滤波器的尺寸，且符合多层板设计的要求。此外，在物联网设计中，会有一些高导热的需求，例如在广域低功率物联网中，需要功率放大器工作在100W左右甚至更高的功率下，因此需要高导热材料，对于这种情况，则可以选择TC350™与TC600™两款材料，其中TC600™具有更高的介电常数。如图2展示了上述提到的几种材料，图2上面灰色部分是RO4000系列，它本身是热固型材料，因此都可以用作多层板加工；而黄色部分是PTFE基材的，在插入损耗方面优于RO4000系列材料。这七款材料都具有较高的导热率。


图2  Sub-6GHz小基站的板材选型

 

在微波频率领域，可以将Rogers公司的材料大致分为3个部分，如图3所示：（1）PTFE的低Dk材料，包括RT/duroid® 5880与DiClad® 880一系列的材料，它们是比较纯的PTFE材料，都可以提供极低损耗；（2）PTFE的中等Dk材料，包括RO3003™与CLTE-AT™材料，它们的介电常数更高，因此做出来的板子也会更小，其中CLTE-AT中加入了玻纤布，因此会比RO3003™更硬、更易加工；（3）热固型材料，包括RO4350B™/RO4835™与RO4730G3™，其中RO4730G3™这款材料介电常数在3.0左右，特别适合用在天线设计或微波频段的低介电常数设计中。


图3  Rogers高频PCB板材选型之微波板材

 

Rogers公司在无线基础设施的市场上有超过20年的历史及经验，它所提供的丰富的材料选择，包括PTFE基材与热固型基材，无论是功放射频或是微波频段，都给5G设计者带来很大的选型自由。此外，Rogers在毫米波频段对板材性能指标的深入理解，也保证了研发下一代5G材料的敏锐洞察力。

 

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全部评论（102）

  • 北冥之鲲 Lv8 2018-12-26
    5G都是采用MIMO形式，单通道发射功率不高，2.6GHz和3.5GHz有些设计采用FR-4材料，推荐罗杰斯的Kappa 438可以完美替代，同时降低损耗和提高稳定性。
  • 阿尼古 Lv8. 研究员 2023-03-13
    感谢分享
  • JasonYe Lv7. 资深专家 2019-03-23
    认真看看。
  • 严小妖 Lv5. 技术专家 2019-01-24
    看着真好，学习了
  • 严小妖 Lv5. 技术专家 2019-01-24
    学习
  • 混世小魔王 Lv4. 资深工程师 2019-01-24
    5G，中国崛起之路
  • 刀无影子138 Lv6. 高级专家 2019-01-23
    学习了，还是不错的，收藏一下
  • 情始皇 Lv5. 技术专家 2019-01-20
    学习了
  • 用户37866299 Lv6. 高级专家 2019-01-19
    学习
  • 独角兽 Lv9. 科学家 2019-01-18
    不错
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产品型号
品类
产品系列
介电常数（Dk）
正切角损耗（Df）
介质厚度(mm)(mil)
导热系数W/(m·K)
铜箔类型
铜箔1厚度
铜箔2厚度
尺寸(inch)
5880LZNS 24X18 H1/H1 R4 0100+-001/DI
层压板
RT/duroid® 5880LZ
2
0.0027
0.254mm(10mil)
0.33
电解铜
H1
H1
24X18

选型表  -  ROGERS 立即选型

Rogers（罗杰斯） RO3000系列线路板材料RO3003/RO3006/RO3010/RO3035高频层压板数据手册

RO3000®系列高频电路材料是一种陶瓷填充PTFE复合材料，适用于商业微波和射频应用。该系列产品旨在提供卓越的电学和机械稳定性，同时保持具有竞争力的价格。这些基板在X和Y轴上的热膨胀系数（CTE）为17 ppm/°C，与铜匹配，提供了优异的尺寸稳定性。Z轴CTE为24 ppm/°C，即使在恶劣的热环境中也能提供出色的通孔可靠性。

ROGERS  -  高频电路材料,HIGH FREQUENCY CIRCUIT MATERIALS,微波电路板材,3003 24X18 5R/5R R3 0100+-0007/DI,RO3000,3003 12X18 1ED/1ED 0050+-0005/DI,3003 12X18 H1/H1 0400+-002/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0050+-0005/DI,3010 24X18 H1/H1 0100+-0007/DI,3003 12X18 HH/HH 0100+-0007/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0600+-003/DI,3010 18X12 H1/H1 0050+-0005/DI,3010 18X12 1E/1E 0050+-0005/DI,3003 12X18 H1/H1 0050+-0005/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0350+-0015/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0350+-0015/DI,3003 12X18 HH/HH 0300+-0015/DI,3003 12X18 5R/5R R3 0100+-0007/DI,RO3035™,3003 24X18 H1/H1 0600+-003/DI,RO3003™,3003 12X18 5ED/5ED 0600+-003/DI,RO3006PTFE 陶瓷,3003 12X18 HH/HH 0200+-001/DI,3003 24X18 HH/HH 0100+-0007/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0050+-0005/DI,RO3003陶瓷聚四氟乙烯粘结片,3003 12X18 H1/H1 0600+-003/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0050+-0005/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0100+-0007/DI,3003 24X18 HH/HH 0200+-001/DI,3003 24X18 H1/H1 0050+-0005/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0150+-001/DI,3003 12X18 5R/5R 0100+-0007/DI,3010 18X12 H1/H1 0250+-001/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0200+-001/DI,3006 18X12 H1/H1 0050+-0005/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0200+-001/DI,3003 24X18 HH/H1 0100+-0007/DI,3003 24X18 HH/HH 0300+-0015/DI,3003 12X18 H1/H1 0200+-001/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0100+-0007/DI,3003 24X18 HH/HH 0050+-0005/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0600+-003/DI,3003 24X18 2ED/2ED 0300+-0015/DI,3003 24X18 HH/HH 0400+-002/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0100+-0007/DI,RO3000® SERIES,3006 18X12 HH/HH 0050+-0005/DI,RO3006™,3003 24X18 1ED/1ED 0150+-001/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0350+-0015/DI,RO3035PTFE 陶瓷,3003 12X18 1ED/1ED 0350+-0015/DI,RO3010™,RO3010陶瓷聚四氟乙烯粘结片,3003 24X18 1ED/1ED 0900+-004/DI,3003 12X18 H1/H1 0300+-0015/DI,3003 12X18 2ED/2ED 0050+-0005/DI,3003 24X18 HH/HH 0600+-003/DI,3003 12X18 HH/HH 0600+-003/DI,3003 24X18 H1/H1 0100+-0007/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0600+-003/DI,3003 24X18 HH/H2 0050+-0005/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0150+-001/DI,3003 12X18 5ED/5ED 0300+-0015/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0900+-004/DI,3003 24X18 H1/H1 0300+-0015/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0200+-001/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0300+-0015/DI,3003 12X18 HH/HH 0050+-0005/DI,3006 24X18 H1/H1 0250+-001/DI,RO3010PTFE 陶瓷,RO3006陶瓷聚四氟乙烯粘结片,3003 24X18 5R/5R R3 0050+-0005/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0100+-0007/DI,RO3003PTFE 陶瓷,3003 24X18 5ED/1ED 0050+-0005/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0300+-0015/DI,3035 18X12 1E/1E 0050+-0005/DI,3003 12X18 5RD/5RD 0100+-0007/DI,3003 24X18 H1/H1 0200+-001/DI,3003 24X18 1ED/1ED 0300+-0015/DI,3003 24X18 1RD/1RD 0600+-003/DI,3003 12X18 HH/HH 0400+-002/DI,3003 12X18 1ED/1ED 0200+-001/DI,3003 24X18 5ED/5ED 0150+-001/DI,3003 12X18 H1/H1 0100+-0007/DI,室内照明,车载娱乐,电缆系统上的数据链路,车载,电力,照明,车联网,手机相关,REMOTE METER READERS,直接广播卫星,远程抄表器,装备及逆变电源,POWER BACKPLANES,无线通信用贴片天线,智能家居,电源背板,国防工业设备,AUTOMOTIVE RADAR APPLICATIONS,物联网,PATCH ANTENNA FOR WIRELESS COMMUNICATIONS,安全系统,机车,工业设备控制,DATALINK ON CABLE SYSTEMS,DIRECT BROADCAST SATELLITES,车身和底盘,电动汽车动力系统,通信设备,全球定位卫星天线,车载通讯,CELLULAR TELECOMMUNICATIONS SYSTEMS - POWER AMPLIFI ERS AND ANTENNAS,汽车雷达应用,可再生能源,工业自动化,工业伺服,蜂窝通信系统.功率放大器和天线,轨道交通,仓储,GLOBAL POSITIONING SATELLITE ANTENNAS

2015年04月05日  - 数据手册  - Revised 1105 代理服务 技术支持 采购服务

罗杰斯高频板加工常用板材有哪些？

高频板常用于汽车防碰撞系统、通信设备、无线电系统等领域，在高频板加工中常用的板材有：罗杰斯、泰康利、F4B、雅龙等，各种型号满足不同高频板需求。那么，罗杰斯高频板加工常用板材有哪些？RO4350B材料可以满足工程师对于设计电路方面的具体要求，例如网络匹配，传输线的阻抗控制等。RO3000高频微波射频电路材料是含有特殊陶瓷填料的PTFE复合材料。先进层压板都具有一流的电气和机械稳定性。

2023-12-26 -  设计经验

低成本射频板材RO4350B，可与FR4混压

Rogers的RO4350B不仅具有良好的高频性能，射频损耗低等优良的电特性，而且具有生产成本低，可以和FR4多层混压等优秀的其它特性，称得上是一种高性价比的射频板材。

2016-07-24 -  技术探讨 代理服务 技术支持 采购服务

天线设计者的福音：介电常数2.55低插损板材

AD255C是Arlon推出的第三代用于微波及射频的商业级高频板材，该板材采用PTFE填充陶瓷，并增加玻纤布。

2016-02-29 -  新产品 代理服务 技术支持 采购服务

ROGERS介电常数覆盖3.0 -10.2的无玻纤PTFE高频板材,存在禁运问题吗？

目前，没有禁运，只是针对部分客户进行出口管制。

2019-11-26 -  技术问答 代理服务 技术支持 采购服务

【经验】有了板材温升计算小软件MWI，板材的热设计so easy

WMI-2017是Rogers公司开发专门用于计算板材温升和阻抗等指标的小软件，很多常用的Rogers板材都已经在软件中有了参数模型。

2017-08-08 -  设计经验 代理服务 技术支持 采购服务

ROGERS介电常数覆盖3.0 -10.2的无玻纤PTFE高频板材，这种板材现在哪些加工厂在使用呢？

国内主流做高频板材加工的PCB加工厂都在用，例如杰赛、快捷、四创等。

2019-11-15 -  技术问答 代理服务 技术支持 采购服务

【技术】浅析电路材料随温度变化的特性

线路板材料的性能可以通过多种不同的参数进行评估，包括常见的介电常数和耗散因数。

2017-05-05 -  技术探讨 代理服务 技术支持 采购服务

纯陶瓷的相对介电常数范围是多少？

陶瓷的介电常数，根据纯度的不同，在几十到几万之间。

2017-08-08 -  技术问答 代理服务 技术支持 采购服务

ROGERS介电常数覆盖3.0 -10.2的无玻纤PTFE高频板材，这个板材对低功耗使用效果如何，常用为50uA以下！

低功耗主要是只直流电方面，对于高频信号的信号衰减比较小，如果为了达到更好的无线传输效果，降低电磁波发射功率，可以达到低功耗目的。但用于直流电，没有太大意义。

2019-11-13 -  技术问答 代理服务 技术支持 采购服务

请问高频板材RO4350B有哪几种厚度？

高频板材RO4350B提供4mil，6.6mil，10mil，13.3mil，16.6mil，20mil，30mil，60mil等厚度。若有其它厚度要求，可以同过多层叠加实现。

2017-05-05 -  技术问答 代理服务 技术支持 采购服务
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可来图定制均温板VC尺寸50*50mm~600*600 mm，厚度1mm~10mm，最薄0.3mm。当量导热系数可达10000W/M·K，散热量可达10KW, 功率密度可达50W/cm²。项目单次采购额需满足1万元以上，或年需求5万元以上。

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定制水冷板尺寸30*30mm~1000*1000 mm，厚度1mm~50mm，散热能力最高50KW，承压可达3MPA；液冷机箱散热能力达500W~100KW。项目单次采购额需满足1万元以上，或年需求5万元以上。

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