Apa perbedaan antara struktur pelat tembaga antena fiberglass dan struktur PCB frekuensi tinggi dalam hal skenario kinerja dan aplikasi?

I. Perbedaan Kinerja Inti

1. Efisiensi transmisi sinyal dan kemampuan beradaptasi frekuensi

• Struktur pelat tembaga

• Keuntungan Konduktif : Memanfaatkan tembaga atau kuningan murni dengan konduktivitas tinggi (hingga 58 × 10⁶ s/m), menghasilkan kehilangan konduktif yang sangat rendah (≤0.3dB/m). Ini unggul dalam  pita frekuensi rendah (≤300MHz) -struktur logam padat secara stabil mempertahankan kekuatan sinyal, membuatnya ideal untuk komunikasi jarak jauh (≥1 km), seperti 433MHz Cakupan Stasiun Pangkalan IoT.

• Keterbatasan frekuensi tinggi : Pada frekuensi ≥1GHz, kedalaman kulit tembaga berkurang dengan peningkatan frekuensi (misalnya, 2,06μm pada 1GHz), meningkatkan kehilangan transmisi sinyal pada permukaan logam. Hal ini menyebabkan berkurangnya stabilitas gain (fluktuasi hingga ± 0,5dB), membuatnya tidak cocok untuk 5G, WiFi6, dan skenario frekuensi tinggi lainnya.

• Struktur PCB frekuensi tinggi

• Adaptasi frekuensi tinggi : bergantung pada foil tembaga (substrat 18-35μm) dan rendah-kehilangan (misalnya, polytetrafluoroethylene dengan εr = 2,2-3,5 dan tanΔ≤0,002), secara efektif menekan kehilangan dielektrik frekuensi tinggi. Dalam  pita 1-6GHz , kehilangan transmisi sinyal hanya 0,5-1dB/m dengan fluktuasi gain ≤ ± 0,1dB, memastikan konsistensi kinerja yang unggul dalam aplikasi gelombang milimeter 5G dan WiFi6E.

• Kekurangan frekuensi rendah : Pada pita frekuensi rendah (≤300MHz), diperlukan garis mikrostrip foil tembaga yang lebih lama, meningkatkan ukuran PCB (20% lebih besar dari struktur pelat tembaga yang setara) dan memperkenalkan kehilangan dielektrik substrat yang lebih signifikan, yang menghasilkan efisiensi transmisi yang lebih rendah daripada pelat tembaga.

2. Fleksibilitas desain dan kemampuan integrasi

• Struktur pelat tembaga : Karakteristik frekuensi sepenuhnya ditentukan oleh dimensi fisik (panjang, sudut lentur). Penyesuaian membutuhkan pemotongan ulang dan pengelasan, yang mengarah ke siklus desain yang panjang (2-4 minggu). Integrasi multi-band menantang (membutuhkan struktur logam yang ditumpuk, meningkatkan volume lebih dari 30%), membatasi skenario aplikasi frekuensi tunggal (misalnya, antena komunikasi VHF laut).
• Struktur PCB frekuensi tinggi : Tuning frekuensi dicapai melalui pola foil tembaga yang fleksibel (panjang mikro, bentuk tambalan, desain slot), memungkinkan integrasi multi-band (misalnya, pita ganda 2.4GHz+5GHz pada PCB tunggal). Iterasi desain cepat (1-2 minggu), membuatnya cocok untuk perangkat frekuensi tinggi, multi-mode (misalnya, antena telemetri drone yang membutuhkan kontrol 2.4GHz dan sinyal video 5.8GHz).

3. kemampuan beradaptasi dan daya tahan lingkungan

• Kekuatan mekanis : Struktur pelat tembaga menawarkan kekakuan tinggi (menahan gaya radial 100n tanpa deformasi) dan ketahanan guncangan/getaran yang sangat baik. Namun, permukaan logam membutuhkan pelapisan anti-korosi (nikel atau krom); Pelapisan yang rusak dapat menyebabkan oksidasi di lingkungan kelembaban tinggi (mengurangi gain sebesar 1-2DB dalam waktu enam bulan), membuatnya cocok untuk peralatan industri dan aplikasi yang dipasang di kendaraan dengan getaran yang kuat.
• Struktur PCB frekuensi tinggi : Bergantung pada penutup fiberglass untuk perlindungan. Substrat rapuh, dan foil tembaga dapat mendelamini di bawah getaran yang parah, membatasi penggunaan di lingkungan shock tinggi. Namun, penyegelan superiornya (tidak ada sambungan solder yang terbuka) dan resistensi substrat terhadap asam, alkalis, dan semprotan garam memperpanjang masa pakai selama 3-5 tahun dibandingkan dengan pelat tembaga di lingkungan pesisir atau lembab (misalnya, antena stasiun pangkalan 5G berbasis pulau).

4. Volume dan biaya produksi massal

• Volume : Struktur pelat tembaga adalah 1,5-2 kali lebih besar dari struktur PCB frekuensi tinggi yang setara (misalnya, 15cm untuk pelat tembaga 433MHz vs 8cm untuk PCB), setelan instalasi tetap yang tidak peka terhadap ruang.
• Efisiensi produksi massal : Fabrikasi pelat tembaga tergantung pada pembengkokan dan pengelasan manual, dengan output harian ~ 1.000 unit. PCB frekuensi tinggi, diproduksi melalui etsa batch, mencapai> 100.000 unit/hari dengan 70% dari biaya pelat tembaga, membuatnya ideal untuk elektronik konsumen yang membutuhkan produksi skala besar.

Ii. Skenario aplikasi yang khas

Ringkasan