Como todos sabemos, 5G tendrá una banda de baja frecuencia y dos bandas de frecuencia de onda milimétrica, y la longitud de onda de la onda milimétrica es muy corta y muy cara. Entonces, en la comunicación 5G, debemos resolver este problema.
La primera solución es una antena integrada de sustrato (SIA).
Este tipo de antena se basa principalmente en dos técnicas: cuando la guía de ondas vacía transmite, la pérdida causada por el medio es muy pequeña, por lo que la guía de ondas vacía se puede utilizar para la transmisión de alimentación. Sin embargo, existen varios problemas. Debido a que es una guía de ondas de aire, que tiene un tamaño muy grande y no se puede integrar con otros circuitos, es adecuada para escenarios de aplicación de gran volumen y alta potencia. La otra es la tecnología de línea de microbanda, que puede producirse en masa, pero es una pérdida en sí misma como medio de transmisión y es difícil construir una red de antenas a gran escala.
La tecnología de guía de ondas integrada en el sustrato se puede producir basándose en estas dos técnicas. Esta técnica fue propuesta por primera vez por la comunidad industrial japonesa. En 1998, publicaron el primer artículo sobre la estructura de la guía de ondas de la integración dieléctrica. Mencionaron que se implementa una guía de ondas sobre un sustrato dieléctrico muy delgado y se usa un pequeño pilar para bloquear las ondas electromagnéticas y evitar que ambos lados se expandan. Es fácil entender que cuando los dos pilares pequeños están separados por un cuarto de longitud de onda de peces, la energía no se escapará. Esto puede resultar en alta eficiencia, alta ganancia, bajo perfil, bajo costo, fácil integración y baja pérdida. Antena.
La parte inferior derecha de la figura de arriba es una antena de 60GHz hecha usando esta técnica en el LTCC, con una ganancia de 25dB y un tamaño de celdas de 8x8.
Este esquema es adecuado para aplicaciones de ondas milimétricas en la estación base y hay otro esquema en el terminal móvil.
La segunda solución es diseñar la antena en un paquete de antena integrada (PIA).
Debido a que el mayor problema de la antena en el chip es que la pérdida es demasiado grande y el tamaño del chip en sí es muy pequeño, el diseño de la antena aumentará el costo, por lo que difícilmente puede obtener una aplicación a gran escala en ingeniería. Si la antena está diseñada utilizando un paquete (más grande que el tamaño del chip) como portador, no solo se puede diseñar una antena única sino también una matriz de antenas. Esto evita la limitación de volumen, pérdida y costo de la antena directamente sobre el silicio.
De hecho, la antena no solo puede estar dentro del paquete, sino también en la parte superior, inferior y alrededor del paquete.
Otro punto que necesita atención es si puede usar la placa PCB como antena. La respuesta es sí.
El cuello de botella clave no es el material en sí, sino los problemas de diseño y procesamiento del material. Sin embargo, la PCB solo es adecuada para frecuencias por debajo de 60 GHz. Se recomienda LTCC después de 60GHz, pero después de 200GHz, hay un cuello de botella en LTCC.