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Quais são as diferenças entre a estrutura da placa de cobre das antenas de fibra de vidro e a estrutura de PCB de alta frequência em termos de cenários de desempenho e aplicação?
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Quais são as diferenças entre a estrutura da placa de cobre das antenas de fibra de vidro e a estrutura de PCB de alta frequência em termos de cenários de desempenho e aplicação?

Visualizações: 0     Autor: Editor de sites Publicar Tempo: 2025-07-28 Origem: Site

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Os cenários de desempenho e aplicação de estruturas de placas de cobre e estruturas de PCB de alta frequência nas antenas de fibra de vidro diferem significativamente, determinadas principalmente por seus componentes de radiação interna. Abaixo está uma comparação profissional e detalhada de suas principais características e casos de uso típicos:

I. Diferenças de desempenho central

1. Eficiência de transmissão de sinal e adaptabilidade de frequência

  • Estrutura da placa de cobre
    • Vantagem condutiva : utiliza cobre ou latão puro com alta condutividade (até 58 × 10⁶ s/m), resultando em perda condutora extremamente baixa (≤0,3db/m). Ele se destaca em  bandas de baixa frequência (≤300MHz) -a estrutura de metal sólido mantém de forma estável a força do sinal, tornando-o ideal para a comunicação de longa distância (≥1km), como a cobertura da estação base de 433MHz.

    • Limitação de alta frequência : Nas frequências ≥1 GHz, a profundidade da pele do cobre diminui com o aumento da frequência (por exemplo, 2,06μm a 1 GHz), aumentando a perda de transmissão de sinal na superfície do metal. Isso leva à redução da estabilidade de ganho (flutuações de até ± 0,5dB), tornando-o inadequado para 5G, WIFI6 e outros cenários de alta frequência.

  • Estrutura de PCB de alta frequência
    • Adaptabilidade de alta frequência : baseia-se em papel alumínio de cobre (18-35μm de espessura) e substratos de baixa perda (por exemplo, politetrafluoroetileno com εr = 2,2-3.5 e tanδ≤0.002), suprimindo efetivamente a perda dielétrica de alta frequência. Na  banda de 1-6 GHz , a perda de transmissão de sinal é de apenas 0,5-1dB/m com flutuações de ganho ≤ ± 0,1dB, garantindo a consistência de desempenho superior em aplicações de onda de 5g de milímetro e WiFi6E.

    • Deficiência de baixa frequência : em bandas de baixa frequência (≤300MHz), são necessárias linhas de microfita de folha de cobre mais longas, aumentando o tamanho da PCB (20% maior que as estruturas de placas de cobre equivalentes) e introduzindo uma perda dielétrica de substrato mais significativa, resultando em menor eficiência de transmissão do que placas de cobre.

2. Capacidade de flexibilidade e integração do projeto

  • Estrutura da placa de cobre : As características de frequência são totalmente determinadas por dimensões físicas (comprimento, ângulo de flexão). Os ajustes requerem re-corte e soldagem, levando a longos ciclos de design (2-4 semanas). A integração de várias bandas é desafiadora (exigindo estruturas de metal empilhadas, aumentando o volume em mais de 30%), limitando-o a cenários de única frequência e aplicação fixa (por exemplo, antenas de comunicação marinha VHF).
  • Estrutura de PCB de alta frequência : o ajuste de frequência é alcançado através do padrão flexível de folha de cobre (comprimento da microfita, forma de remendo, design de slot), permitindo que a integração de várias bandas (por exemplo, 2,4 GHz+5GHz duplas em um único PCB). As iterações de design são rápidas (1-2 semanas), tornando-as adequadas para dispositivos de alta frequência e múltiplos modos (por exemplo, antenas de telemetria de drones que exigem controle de 2,4 GHz e sinais de vídeo de 5,8 GHz).

3. Adaptabilidade e durabilidade ambiental

  • Resistência mecânica : as estruturas das placas de cobre oferecem alta rigidez (força de força radial de 100N sem deformação) e excelente resistência a choque/vibração. No entanto, as superfícies metálicas requerem revestimento anticorrosão (níquel ou cromo); O revestimento danificado pode levar à oxidação em ambientes de alta umidade (reduzindo o ganho em 1-2dB em seis meses), tornando-os adequados para equipamentos industriais e aplicações montadas em veículos com vibrações fortes.
  • Estrutura de PCB de alta frequência : baseia-se em gabinetes de fibra de vidro para proteção. Os substratos são quebradiços e a folha de cobre pode delaminar sob vibração severa, limitando o uso em ambientes de alto choque. No entanto, sua vedação superior (sem articulações de solda exposta) e resistência ao substrato a ácidos, álcalis e spray de sal prolongam a vida útil do serviço por 3-5 anos em comparação com as placas de cobre em ambientes costeiros ou úmidos (por exemplo, antenas de estação base de 5G baseadas na ilha).

4. Custo de volume e produção em massa

  • Volume : As estruturas da placa de cobre são 1,5-2 vezes maior que as estruturas de PCB de alta frequência equivalentes (por exemplo, 15 cm para placa de cobre de 433MHz vs. 8cm para PCB), adequando a instalações fixas insensíveis ao espaço.
  • Eficiência de produção em massa : A fabricação de placas de cobre depende da flexão e soldagem manual, com uma produção diária de ~ 1.000 unidades. PCBs de alta frequência, produzidos por gravura em lote, atingem> 100.000 unidades/dia a 70% do custo das placas de cobre, tornando-as ideais para eletrônicos de consumo que requerem produção em larga escala.

Ii. Cenários de aplicação típicos

Tipo de estrutura Cenários de aplicativos principais Dispositivos típicos
Estrutura da placa de cobre Ambientes de baixa frequência (≤300MHz), longa distância e vibração de alta vibração Antenas marinhas VHF, antenas de longo alcance UHF montadas em veículos
Estrutura de PCB de alta frequência Aplicações de alta frequência (≥1 GHz), de várias bandas e miniaturizadas Terminais de onda de 5g milímetros, antenas domésticas inteligentes Wifi6, antenas de telemetria de drones

Resumo

As estruturas da placa de cobre são a   'escolha estável para sinais de baixa frequência e de alta potência ' , otimizados para instalações fixas de longa distância, que requerem robustez mecânica. As estruturas de PCB de alta frequência servem como   'soluções flexíveis para necessidades de alta frequência e múltiplas bandas' , adaptando-se às demandas integradas e de alta frequência dos dispositivos de comunicação modernos. A seleção deve priorizar bandas de frequência, condições ambientais (vibração/umidade) e escala de produção para maximizar o desempenho da antena.


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