【技术】ROGERS低损耗、低成本、低PIM天线级层压板，实现PCB天线的辐射、馈线性能、PIM干扰最佳平衡

时间： 2018-04-02 来源：Rogers

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大量基于PCB的天线结构被应用在微波频率甚至更高频率。微带贴片天线是一种常见的PCB天线结构，用于微带贴片天线的铜或贴片的尺寸必须与一部分波长相关，通常为1/2波长。该贴片对接收特定频率的能量非常敏感，这与1/2波长电路特征尺寸有关，因为波长与电路材料的频率以及介电常数（Dk）相关。通常更高的频率将转化为更短的波长和更小的贴片，此外，使用具有较高Dk的电路材料也会降低波长并形成较小的贴片。一般来说，基于PCB的天线应用中的电路材料通常具有较低的Dk（通常在3-4范围内）。

具有较高Dk的电路材料会使电场更集中在信号平面和接地平面之间，而场集中会降低辐射能量，因此，带有天线辐射元件的PCB通常会使用Dk值相对较低的材料。而利用PCB技术进行的天线设计，其另一个常见属性是使用较厚的层压板，因为较厚的微带电路能更好地辐射能量，因此使用较厚的材料（30mil或更厚）进行微带贴片天线设计是很常见的。

然而，较厚的电路材料与低Dk的组合对于天线辐射是有利的，但可能不利于馈线性能。典型的馈线是50欧姆的传输线，它将能量引入并传至天线电路的辐射元件。由于在信号平面和接地平面之间，或在信号导体本身的宽度上可能发生自然共振，因此使用较厚材料的微带传输线可能会受RF性能的限制。此外，这些共振还将干扰馈线传递给辐射元件的能量的清晰度。如果能量没有干净完整地转换到辐射元件，会导致传输的能量减少或改变能量的接收。多层天线PCB具有通常为带状线结构的埋入式馈线，这种馈线可以帮助能量在电路中干净完整地转换，并且提供使用电镀通孔过渡到PCB外层辐射元件的益处。

一些基于PCB的天线可能会出现无源互调（PIM）干扰问题，PIM是一种潜在的干扰类型，它会影响彼此靠近且使用不同频率的天线。PIM通常会影响用于蜂窝电话技术的基站天线中的PCB天线，而可能导致这些技术问题的PIM级别是令人难以置信的低能量。至于PIM的可接受程度主要是与系统的灵敏度相关，目前PIM值为-150 dBc被认为是较好的，而负数越大则越好，其中-160 dBc被认为是非常好的PIM性能。

ROGERS公司选择60mil RO4730G3材料进行PIM值测试，同时采用12inch、50Ohm微带传输线，测试时间总共约60s，共捕捉了500多个PIM值，在去除了最好与最差的5%的值后，取其平均值得到图1所示的结果，可以看出RO4730G3的PIM小于-160dBc，可以说具备了非常好的PIM性能。

图1 PIM值与时间的关系

测量电路的PIM性能会存在一些问题，包括极低的功率水平以及具备足以准确测量它的设备。此外，在评估电路性能时，这些极低的功率数值对影响结果的变量很敏感，而当我们考虑所有可能的变量时，PIM测试将难以正确执行。Rogers公司已经对天线级高频电路材料进行了约15年的PIM测试，并能够制定出始终如一的具备良好PIM性能的材料，例如RO4700系列的RO4725JXR、RO4730JXR和RO4730G3，它们是低损耗、低成本、低PIM的天线级层压板。

技术顾问：程增木

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承毅 Lv8. 研究员 2018-04-02

牛，收了！

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ROGERS - THERMOSET GLASS REINFORCED PREPREG,PTFE随机玻璃纤维,编织玻璃94 V-0层压板,HYDROCARBON CERAMIC,热固性导热导电胶膜,半固化片,HIGH PERFORMANCE DIELECTRICS,PREPREGS,PTFE CERAMIC,THERMOSET MICROWAVE MATERIALS,BONDING MATERIALS,HYDROCARBON UL 94 V-0 LAMINATES,热固性微波材料,粘结片层,陶瓷UL 94 V-0层压板,PTFE RANDOM GLASS FIBER,层合板,磁介质层压板,TECA FILM,玻璃纤维增强聚四氟乙烯,高性能电介质,热塑性粘合膜,THERMOSET THERMALLY & ELECTRICALLY CONDUCTIVE ADHESIVE FILM,交叉编织玻璃纤维增强聚四氟乙烯,3D可打印介电材料,MAGNETO-DIELECTRIC LAMINATES,玻璃纤维增强聚四氟乙烯天线级层压板,专利陶瓷、热固性聚合物复合材料,NON-WOVEN GLASS REINFORCED PTFE,粘接材料,导热导电胶电影,烃类陶瓷,WOVEN GLASS REINFORCED PTFE,CROSS-PLIED WOVEN GLASS REINFORCED PTFE,BONDPLYS,PROPRIETARY CERAMIC, THERMOSET POLYMER COMPOSITES,WOVEN GLASS REINFORCED PTFE ANTENNA GRADE LAMINATES,无纺玻璃纤维增强聚四氟乙烯,聚四氟乙烯陶瓷,3D-PRINTABLE DIELECTRIC MATERIALS,CERAMIC UL 94 V-0 LAMINATES,碳氢化合物UL 94 V-0层压板,热固性玻璃纤维增强半固化片,LAMINATES,WOVEN GLASSUL 94 V-0 LAMINATES,THERMOPLASTIC BONDING FILM,RO4534,RO3203,RO4533,KAPPA® 438,RO4003C,RO4533™,AD300D-IM,CLTE-MW,COOLSPAN,ISOCLAD 933,RT/DUROID 6002,CUCLAD 217,AD255C,RO3035™,AD300D,COOLSPAN® TECA,RO4725JXR™,AD250TM,CUCLAD,CLTE™,6010.2LM,CLTE-AT™,RT/DUROID 6006,RO4003C LOPRO®,RO4730G3 LOPRO®,RO4534™,XTREMESPEED RO1200,CLTE SERIES,CUCLAD® 6250,RO4835T™,6002,RO3210,RO4350B LOPRO,AD350A™,AD255C™-IM,RO3006™,RO4730G3™,RO3010™,TC600™,RO3206,RO4535,RT/DUROID 6202PR,RO4535™,RO4835 LOPRO®,RO4534 LOPRO®,RO4533 LOPRO®,6250,RO4730G3 ED,TC600TM,AD255TM,RT/DUROID 6202PR 0.005",AD250C™,RO3003G2™,RO4360G2,ISOCLAD® 917,CUCLAD 233,RADIX,RT/DUROID® 5880LZ,AD350A,6006,TC600,RO4835™,RO4535 LOPRO,TMM®10,AD300D™-IM™,DICLAD,RO3035,RO4835IND™ LOPRO,KAPPA,RO4000,TMM 13I,AD SERIES,RO4730G3,CLTE SERIES™,MAGTREX® 555,TMM®13I,ISOCLAD,CLTE-XT™,RO3210™,CUCLAD 6700,TMM® 3,RO3206™,RO4350B LOPRO®,ANTEO,RT/DUROID 6202PR 0.020",XTREMESPEED™ RO1200™,TMM 10,RT/DUROID® 5870,TC350™ PLUS,TC350,RO4360G2™,RO3003,RT/DUROID 6010.2 LM,CLTE-MW™,RO3000,CLTE,DICLAD® 880,RO3003G2,588018X12H1/H1R30200+-001DI,RO4350B,AD300TM,CUCLAD 250,RT/DUROID 5870,DICLAD 527,RO4835T,AD255C™,RO3003™,6700,RO4460G2™,DICLAD 880,DICLAD® 527,RT/DUROID 5880LZ,RT/DUROID 6202,RO4835IND,TC350 PLUS,AD350TM,RO4350B™,6202,RO3010,RT/DUROID 6035HTC,RO4450F™,RO4835 LOPRO,AD300D™,RT/DUROID 5880,RT/DUROID 6202PR 0.010",DICLAD 880-IM,AD350,KAPPA 438,DICLAD 870,6202PR,SPEEDWAVE® 300P,ANTEO™,CLTE-XT,RO3006,RO4830™,RO4830,TMM 10I,5880,AD300,AD255-IM,RT/DUROID,TMM 6,TMM 4,TMM®10I,DICLADR 880-IM,RT/DUROID 6010.2LM,TC350 TM,CU4000 LOPRO,RO3203™,ISOCLAD 917,RO4003C™,2929,TC350™,RO4460G2,DICLAD® 870,RO4450F,TMM,CLTE-AT,RO4450T™,TMM®4,AD250,AD250C,TC SERIES,TMM®3,6035HTC,AD255,RO4835,CUCLAD® 217,TMM®6,RO4450T,SATELLITE TV,DIGITAL INFRASTRUCTURE,航空航天,DLP,DIGITAL LIGHT PROCESSING,RF PRINTED CIRCUIT,SLA 3D PRINTING PROCESSES,AUTOMOTIVE RADAR SENSOR,AEROSPACE,立体光刻3D打印工艺,WIRELESS INFRASTRUCTURE,STEROLITHOGRAPHY 3D PRINTING PROCESSES,国防,WIRELINE INFRASTRUCTURE,数字基础设施,射频印刷电路,数字投影系统,HIGH END CHIP SCALE PACKAGING,SLA 3D打印工艺,微波电路,DEFENSE,有线基础设施,MOBILE INTERNET DEVICE,高端芯片级封装,DLP公司,卫星电视,移动互联设备,MICROWAVE CIRCUIT,汽车雷达传感器,无线基础建设

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