Was sind die Unterschiede zwischen der Kupferplattenstruktur von Glasfaserantennen und der Hochfrequenz-PCB-Struktur in Bezug auf Leistung und Anwendungsszenarien?

I. Kernleistung Unterschiede

1. Signalübertragungseffizienz und Frequenzanpassungsfähigkeit

• Kupferplattenstruktur

• Leitfähiger Vorteil : Verwendet reines Kupfer oder Messing mit hoher Leitfähigkeit (bis zu 58 × 10 ° C), was zu einem extrem niedrigen leitenden Verlust (≤ 0,3 dB/m) führt. Es zeichnet sich in  Niederfrequenzbändern (≤ 300 MHz) hervor -die feste Metallstruktur hält stabil auf der Signalstärke und macht es ideal für die Kommunikation von Fernunterlagen (≥ 1 km), wie z. B. 433 MHz IoT-Basisstationsabdeckung.

• Hochfrequenzbegrenzung : Bei Frequenzen ≥ 1 GHz nimmt die Hauttiefe des Kupfers mit zunehmender Frequenz (z. B. 2,06 μm bei 1 GHz) ab, wodurch der Signalübertragungsverlust auf der Metalloberfläche zunimmt. Dies führt zu einer verringerten Stabilität des Gewinns (Schwankungen bis zu ± 0,5 dB), was es für 5G-, WLAN6- und andere Hochfrequenzszenarien ungeeignet macht.

• Hochfrequenz-PCB-Struktur

• Hochfrequenzanpassungsfähigkeit : Stützt sich auf Kupferfolie (18-35 μm dicke) und niedrige Verlustsubstrate (z. Im  1-6-GHz-Band beträgt der Signalübertragungsverlust nur 0,5-1 dB/m mit Verstärkungsschwankungen ≤ ± 0,1 dB, was eine überlegene Leistungskonsistenz in 5G-Millimeterwellen- und WiFi6E-Anwendungen gewährleistet.

• Niederfrequenz-Mangel : In Niederfrequenzbändern (≤ 300 MHz) sind längere Kupferfolienmikrostrip-Linien erforderlich, was die PCB-Größe (20% größer als äquivalente Kupferplattenstrukturen) und eine signifikantere Substrat-Dielektrizitätsverlust als eine niedrigere Übertragungseffizienz als eine niedrigere Substrat-Platten einführt.

2. Entwurfsflexibilität und Integrationsfähigkeit

• Kupferplattenstruktur : Frequenzeigenschaften werden vollständig durch physikalische Abmessungen (Länge, Biegewinkel) bestimmt. Anpassungen erfordern eine erneute Schneiden und Schweißen, was zu langen Konstruktionszyklen (2-4 Wochen) führt. Die Multi-Band-Integration ist eine Herausforderung (die gestapelte Metallstrukturen erfordert, das Volumen um über 30%erhöht) und beschränkt sie auf Einzelfrequenz-Szenarien mit fester Anwendung (z. B. Marine VHF-Kommunikationsantennen).
• Hochfrequenz-PCB-Struktur : Die Frequenzabstimmung wird durch flexible Kupferfolienstrukturierung (Microstrip-Länge, Patchform, Slot-Design) erreicht, wobei die Integration von Multi-Banden (z. B. 2,4 GHz+5GHz-Dualbänder auf einem einzelnen PCB) ermöglicht werden. Die Design-Iterationen sind schnell (1-2 Wochen), was es für hochfrequente, Multi-Mode-Geräte (z. B., Drohnen-Telemetrie-Antennen für 2,4-GHz-Steuerung und 5,8-GHz-Videosignale) geeignet ist.

3.. Umweltanpassungsfähigkeit und Haltbarkeit

• Mechanische Stärke : Kupferplattenstrukturen bieten eine hohe Steifigkeit (ohne Deformation mit 100 n Radialkraft) und einen hervorragenden Schock-/Vibrationswiderstand. Metalloberflächen erfordern jedoch eine Antikorrosionsbeschichtung (Nickel oder Chrom). Eine beschädigte Bepleitung kann zu einer Oxidation in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit führen (die den Gewinn innerhalb von sechs Monaten um 1-2 dB verringert), wodurch sie für industrielle Geräte und Fahrzeuganwendungen mit starken Schwingungen geeignet sind.
• Hochfrequenz-PCB-Struktur : Stütze sich auf Glasfasergehäuse zum Schutz. Substrate sind spröde und Kupferfolie kann unter schwerer Vibrationen delaminieren und die Verwendung in hohen Umgebungen einschränken. Die überlegene Versiegelung (keine freiliegenden Lötverbindungen) und die Substratresistenz gegen Säuren, Alkalien und Salzspray verlaufen die Lebensdauer um 3-5 Jahre im Vergleich zu Kupferplatten in Küsten- oder feuchten Umgebungen (z. B. Antennen der 5G-Basisstation in der Insel, 5G-Basisstation).

4. Lautstärke- und Massenproduktionskosten

• Volumen : Kupferplattenstrukturen sind 1,5-2-mal größer als äquivalente Hochfrequenz-PCB-Strukturen (z. B. 15 cm für 433 MHz Kupferplatte gegenüber 8 cm für PCB), geeigneter platzinsensitiver feste Anlagen.
• Massenproduktionseffizienz : Die Herstellung von Kupferplatten hängt vom manuellen Biegen und Schweißen mit einer täglichen Leistung von ~ 1.000 Einheiten ab. Hochfrequente PCBs, die durch Batch-Ätzung hergestellt werden, erreichen> 100.000 Einheiten pro Tag zu 70% der Kosten für Kupferplatten, was sie ideal für die Unterhaltungselektronik, die eine großflächige Produktion erfordern.

Ii. Typische Anwendungsszenarien

Zusammenfassung