Aké sú rozdiely medzi štruktúrou medených doskových dosiek antén zo sklenených vlákien a vysokofrekvenčnou štruktúrou PCB z hľadiska výkonu a scenárov aplikácií?

I. Základné rozdiely výkonu

1. Účinnosť prenosu signálu a prispôsobivosť frekvencie

• Štruktúra medenej dosky

• Vodivé výhody : Využíva čistú meď alebo mosadz s vysokou vodivosťou (do 58 x 10⁶ s/m), čo vedie k extrémne nízkej vodivej strate (≤0,3 dB/m). Vyniká v  nízkofrekvenčných pásmach (≤ 300 MHz) -tuhá kovová štruktúra stabilne udržiava silu signálu, vďaka čomu je ideálna pre komunikáciu s dlhým vzdialenosťou (≥ 1 km), ako je napríklad 433 MHz IOT základné pokrytie.

• Vysokofrekvenčné obmedzenie : Pri frekvenciách ≥1 GHz sa hĺbka pokožky znižuje so zvyšujúcou sa frekvenciou (napr. 2,06 μm pri 1 GHz), zvyšuje stratu prenosu signálu na povrchu kovu. To vedie k zníženiu stability zisku (výkyvy až do ± 0,5 dB), takže je nevhodné pre 5G, wifi6 a ďalšie vysokofrekvenčné scenáre.

• Vysokofrekvenčná štruktúra PCB

• Vysokofrekvenčná adaptabilita : spolieha sa na medenú fóliu (hrúbka 18-35 μm) a substráty s nízkou stratou (napr. Polytetrafluóretylén s εR = 2,2-3,5 a TanA <0,002), čo účinne potláča vysokofrekvenčnú dielektrickú stratu. V  pásme 1-6 GHz je strata prenosu signálu iba 0,5-1DB/m s kolísaniami zisku ≤ ± 0,1 dB, čo zabezpečuje vynikajúcu konzistentnosť výkonu v aplikáciách 5G milimetrovej vlny a WiFi6E.

• Nízkofrekvenčný nedostatok : V nízkofrekvenčných pásmach (≤ 300 MHz) sú potrebné dlhšie linky mikrostrip z medenej fólie, čo zvyšuje veľkosť PCB (o 20% väčšie ako ekvivalentné štruktúry medených doštičiek) a zavádza viac významného dielektrického dielektrického dielektrického straty substrátu.

2. Schopnosť flexibility a integrácie navrhovať

• Štruktúra medenej dosky : Frekvenčné charakteristiky sú úplne určené fyzikálnymi rozmermi (dĺžka, uhol ohybu). Úpravy si vyžadujú opätovné vyrezanie a zváranie, čo vedie k dlhým konštrukčným cyklom (2-4 týždne). Integrácia viacerých pásmov je náročná (vyžaduje si stohované kovové štruktúry, zvyšujúci sa objem o viac ako 30%), čím sa obmedzuje na scenáre s pevnou aplikáciou s pevnou aplikáciou (napr. Morské komunikačné antény VHF).
• Vysokofrekvenčná štruktúra PCB : Frekvenčné ladenie sa dosahuje flexibilným modelovaním medenej fólií (dĺžka mikropáskového, tvaru záplaty, návrh slotu), čo umožňuje integráciu viacerých pásiem (napr. 2,4 GHz+5GHz duálne pásy na jedinom DPS). Iterácie dizajnu sú rýchle (1-2 týždne), vďaka čomu je vhodné pre vysokofrekvenčné, viacmodeové zariadenia (napr. Drone telemetrické antény vyžadujúce ovládacie prvky 2,4 GHz a video signály 5,8 GHz).

3. Environmentálna prispôsobivosť a trvanlivosť

• Mechanická pevnosť : Štruktúry medených doštičiek ponúkajú vysokú tuhosť (odolávajúca 100N radiálna sila bez deformácie) a vynikajúci odpor so šokom/vibráciou. Kovové povrchy však vyžadujú protikorózne pokovovanie (nikel alebo chróm); Poškodené pokovovanie môže viesť k oxidácii v prostrediach s vysokou humlnicou (zníženie zisku o 1-2 dB do šiestich mesiacov), čo ich robí vhodnými pre priemyselné vybavenie a aplikácie namontované na vozidle so silnými vibráciami.
• Vysokofrekvenčná štruktúra PCB : spolieha sa na ochranu zo sklenených vlákien. Substráty sú krehké a medená fólia sa môže delaminovať pri silných vibráciách, čím sa obmedzuje použitie v prostrediach s vysokým šokom. Jeho vynikajúce tesnenie (bez exponovaných spájkovacích kĺbov) a rezistencia na substráty voči kyselinám, alkalisom a soľným sprejom však predlžuje životnosť o 3 až 5 rokov v porovnaní s medenými doskami v pobrežných alebo vlhkých prostrediach (napr. Antény 5G základnej stanice na ostrove).

4. Objem a náklady na výrobu hromadnej výroby

• Objem : Štruktúry medenej dosky sú 1,5-2 krát väčšie ako ekvivalentné vysokofrekvenčné štruktúry PCB (napr. 15 cm pre 433 MHz medenú dosku v porovnaní s 8 cm pre PCB), pričom prihlášky sú citlivé na pevné inštalácie citlivé na priestor.
• Účinnosť hmotnostnej výroby : Výroba medených dosiek závisí od manuálneho ohýbania a zvárania s denným výstupom ~ 1 000 jednotiek. Vysokofrekvenčné PCB, vyrábané pomocou dávkového leptania, dosahujú> 100 000 jednotiek/deň pri 70% nákladov na medené dosky, vďaka čomu sú ideálne pre spotrebiteľskú elektroniku, ktorá si vyžaduje rozsiahlu výrobu.

II. Typické scenáre aplikácií

Zhrnutie