Интернэт зүйлсийн (IoT) эрин үед антенн нь энгийн утаснаас маш боловсронгуй инженерийн бүрэлдэхүүн хэсэг болж хувирсан. Антенны эцсийн гүйцэтгэл, найдвартай байдал нь түүний геометрийн загвараас (жишээ нь, чиглэлтэй эсвэл бүх чиглэлтэй) төдийгүй, илүү гүнзгийрүүлэн хэлэхэд, материаллаг шинжлэх ухаан , нарийн процессоос хамаарна. түүнийг үйлдвэрлэхэд ашигласан 5G болон өндөр давтамжийн харилцаа холбоо (миллиметр долгион, мм долгион гэх мэт) тархсанаар уламжлалт антенны материалууд ноцтой сорилтуудтай тулгардаг. Энэ нийтлэлд материалын чухал сонголт, үйлдвэрлэлийн дэвшилтэт техник, тэдгээрийн антенны эцсийн гүйцэтгэлд үзүүлэх нөлөөллийн талаар авч үзэх болно.
Чухал субстратын сонголт: Антенны үр ашиг, өртөгийг тодорхойлох
Антеннууд нь ихэвчлэн янз бүрийн субстрат (жишээлбэл, ПХБ антен) дээр хэв маягийг хэвлэх эсвэл сийлбэрлэх замаар үүсдэг. Субстратын материалын диэлектрик тогтмол ба диэлектрик алдагдлын коэффициент (алдагдлын тангенс) нь антенны өндөр давтамжийн гүйцэтгэл, зардлын үр ашгийг тодорхойлдог гол үзүүлэлтүүд юм.
Бага давтамжтай, зардалд чиглэсэн сонголт: FR-4
FR-4 (шилэн шилэн ламинат) : Энэ нь электроникийн салбарт хамгийн түгээмэл ПХБ материал хэвээр байна. Энэ нь хамгийн бага зардал, өндөр механик хүч чадал, боловсруулахад хялбар зэрэг чухал давуу талуудыг санал болгодог. Гэсэн хэдий ч 2.4 GHz-ээс дээш давтамжтай ажиллах үед FR-4 нь диэлектрик алдагдлын тангенсийн мэдэгдэхүйц өсөлтийг харуулдаг бөгөөд энэ нь дохионы энергийг материалаар шингээж, үр ашгийг бууруулдаг.
Хэрэглээний талбар: Bluetooth антен, уламжлалт Wi-Fi (2.4 GHz) болон зарим бага хурдтай IoT модулийн антен зэрэг бага давтамжтай, бага гүйцэтгэлтэй програмуудад тохиромжтой.
Өндөр гүйцэтгэлтэй, өндөр давтамжтай сонголт: Рожерс, LCP, PTFE
Өндөр хүчин чадалтай материалууд (Рожерс, LCP, PTFE) : Эдгээр материалууд нь өндөр давтамжийн болон богино долгионы хэрэглээнд зориулагдсан бөгөөд маш бага диэлектрик алдагдалтай, тогтвортой диэлектрик тогтмол байдаг.
LCP (Шингэн болор полимер) ба PTFE (политетрафторэтилен): Excel нь 5G миллиметр долгионы (мм долгион) зурваст (24 ГГц-ээс дээш), өндөр давтамжийн дамжуулалтын үед дохионы энергийн алдагдлыг багасгадаг. Эдгээр нь өндөр хүчин чадалтай, өндөр ашиг тустай mmWave антенуудад хүрэхэд тохиромжтой субстрат болдог.
Хэт жижигрүүлсэн болон өндөр интеграцийн шийдэл: Керамик ба LTCC
Керамик/LTCC (Бага Температуртай Хамтарсан Керамик): Керамик материалын өндөр диэлектрик дамжуулалт нь дизайнеруудад маш авсаархан физик хэмжигдэхүүн дотор тогтвортой резонансын давтамжийг бий болгож, таатай ашиг болон зурвасын өргөнийг бий болгодог.
Хэрэглээний талбар: GPS/GNSS модулийн антен, зүүж болох төхөөрөмж, өндөр интеграци шаарддаг IoT модулийн антенуудад тохиромжтой. LTCC технологиор дамжуулан нийлмэл идэвхгүй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг (шүүлтүүр, холбогч гэх мэт) антенны бүтэцтэй хамт байрлуулж болно.
Нарийвчлалтай үйлдвэрлэлийн үйл явц: Антенны бүтэц, үйл ажиллагааг хэлбэржүүлэх
Антенны үйлдвэрлэлийн процесс нь эцсийн нарийвчлал, нарийн төвөгтэй байдал, өргөтгөх чадварыг тодорхойлдог. Орчин үеийн антенны үйлдвэрлэл нь уламжлалт хавтгай сийлбэрээр хязгаарлагдахаа больсон бөгөөд гурван хэмжээст, өндөр нэгдсэн шийдэл рүү урагшилж байна.
Уламжлалт суурь: Хэвлэсэн хэлхээний самбар (ПХБ) сийлбэрлэх процесс
Хавтгай урвуу F антен (PIFA), нөхөөсийн антенн болон том хэмжээний массивын хувьд ПХБ сийлбэр нь үндсэн процесс хэвээр байна:
Фотолитографи ба сийлбэр: Инженерүүд нарийн дамжуулахын тулд CAD дизайныг ашигладаг бөгөөд дараа нь илүүдэл зэс тугалган цаасыг арилгахын тулд химийн бодис ашигладаг. антенны хэв маягийг (цацрагийн элементүүд ба тэжээлийн шугам) фотолитографаар дамжуулан зэс бүрсэн ламинат руу
Давуу тал ба хязгаарлалт: Энэ процесс нь зардал багатай, дахин давтагдах боломжтой, бөөнөөр үйлдвэрлэхэд тохиромжтой. Гэсэн хэдий ч энэ нь үндсэндээ хязгаарлагдаж хавтгай бүтэцээр , нарийн төвөгтэй муруй гадаргуу дээр эсвэл хамгийн бага зайд антенны нэгдлийг хязгаарладаг.
3D интеграцийн нээлт: Лазерын шууд бүтэц (LDS) технологи
LDS нь антенны бүтцэд хоёр хэмжээстээс гурван хэмжээст хүртэл ахиц дэвшил гаргаж, суурилуулсан антеннуудыг (ухаалаг утас, ухаалаг гэр, зүүдэг төхөөрөмж гэх мэт) үйлдвэрлэх гол технологи юм.
Зарчим: Нэгдүгээрт, лазераар идэвхжүүлдэг металл нийлмэл нэмэлт агуулсан тусгай хуванцарыг тарилгын хэлбэрээр хийдэг. Дараа нь лазер туяа нь 'цийдэг' . антенны хэлхээний хэв маягийг хуванцар гадаргуу дээр Идэвхжүүлсэн хэсгүүдийг дараа нь химийн аргаар бүрж, өндөр дамжуулагч металл антенны элементүүдийг үүсгэдэг.
Давуу тал: Энэ нь хүрдэг . гурван хэмжээст бүтэц, өндөр интеграцид антенны Антенныг төхөөрөмжийн яндангийн нарийн муруй гадаргуутай шууд холбож, төхөөрөмжийн үнэ цэнэтэй дотоод зайг хэмнэж , дизайны уян хатан байдал, RF-ийн гүйцэтгэлийг сайжруулдаг.
Антенны дизайны ирээдүйн чиг хандлага: Конвергенц, оюун ухаан, трансцендент
Антенны технологийн хөгжил хурдацтай явагдаж, програм хангамжийн хяналт, дэвшилтэт сав баглаа боодол, шинэ материалын шинжлэх ухааныг нэгтгэж байна.
Тренд 1: Ухаалаг цацраг үүсгэх ба програм хангамжаар тодорхойлогдсон антен (SDA)
Ирээдүйн антенууд нь статик техник хангамжийн бүрэлдэхүүн хэсэг байхаа болино. Илүү олон тоон удирдлага, боловсруулалтын хүчийг (Massive MIMO гэх мэт) нэгтгэснээр антеннууд 'ухаалаг' болж байна.
Ухаалаг удирдлага: Програм хангамжаар тодорхойлогдсон антенууд (SDA) нь антенны элемент бүрийн фаз ба далайцыг бодит цаг хугацаанд тохируулж цацрагийн хэв маягийг динамикаар өөрчилдөг ба хэт нарийн цацраг үүсгэх боломжтой..
Давуу тал: Энэхүү оюун ухаан нь илүү үр ашигтай, зорилтот эрчим хүч дамжуулах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь $5 ext{G}/6 ext{G}$ сүлжээний хүчин чадал, эрчим хүчний үр ашгийг нэмэгдүүлэх гол түлхүүр юм.
Чиг хандлага 2: Материал ба бүтцийн хэт интеграци (AiP)
Уламжлалт ПХБ-уудаар дамждаг өндөр давтамжийн дохионы ихээхэн хэмжээний дохионы алдагдлыг даван туулахын тулд салбар илүү нягт нэгдсэн шийдлүүд рүү шилжиж байна:
Багц доторх антен (AiP): Миллиметр долгионы антенны массив (AiP) нь антенны элементүүдийг чипийн багц дотор эсвэл RF Front-End чиптэй шууд зэргэлдээх байдлаар зохион бүтээж, нэгтгэдэг.
Давуу талууд: Энэ нь өндөр давтамжийн дохиог дамжуулах замыг эрс богиносгож, уламжлалт ПХБ-ийн өндөр давтамжийн дохионы алдагдлын асуудлыг шийдэж, жижигрүүлсэн, бага чадлын миллиметр долгионы модулиудыг хэрэгжүүлэх цорын ганц боломжит зам юм.
Тренд 3: Байгаль орчинд дасан зохицох чадвар ба метаматериал
Байгаль орчинд дасан зохицох чадвар: Антеннууд нь хэт өндөр температур, өндөр чийгшил, хүчтэй чичиргээ (жишээ нь, үйлдвэрлэлийн IoT болон сансар огторгуйн хэрэглээ) зэрэг илүү хатуу орчныг тэсвэрлэхийн тулд бүтээгдэх болно.
Метаматериалын нээлт: судалгаа нь Метаматериалын цахилгаан соронзон долгионыг хянахын тулд байгалийн бодисын цахилгаан соронзон шинж чанараас илүүтэйгээр зохиомлоор боловсруулсан бүтцийг ашиглан судалдаг. Энэхүү технологи нь антенны хэмжээ болон зурвасын өргөний физикийн уламжлалт хязгаарлалтыг эвдэж, гүйцэтгэлийн үндсэн амжилтад хүрэх боломжтой юм.илүү нимгэн, илүү өргөн зурвас бүхий 'үл үзэгдэх' антен үйлдвэрлэх гэх мэт
