Миллиметровые волны (mmWave) - это будущее сетей 5G
С развитием современных технологий производства и процессов, миллиметровые волны mmWave становятся все более коммерчески жизнеспособными и привлекают внимание отрасли. Миллиметровые волны (mmWave) - это полоса спектра от 30 гигагерц (ГГц) до 300 ГГц. Исследователи в настоящее время тестируют беспроводную широкополосную технологию 5G на миллиметровом спектре. Антенные «массивы» представляют собой набор из нескольких подключенных антенн, которые работают вместе как один антенный массив, используемый с технологией 5G. Антенные решетки миллиметрового диапазона становятся перспективным направлением в системах 5G. Высокая скорость передачи данных mmWave становится привлекательной для технического достижения скорости 5G и практического выполнения обещаний революции Интернета вещей (IoT).
Взаимодействие между данными, полученными от датчиков IoT и информацией из облачной обработки зависит от возможности быстрой передачи данных для принятия решений в режиме реального времени.
Рисунок 1: Антенная решетка mmWave
Трудности при выборе материала платы подложки для mmWave
Всем хотелось бы получить скорость и возможности, которые обещает mmWave, но сегодня существуют проблемы с изготовлением подложек для создания практичных систем антенн mmWave. Строгие требования к производству печатной платы с использованием технологии mmWave исключают применение нескольких коммерческих диэлектриков, таких как FR4 для выбора материала платы. Такие проблемы, как потеря траектории, поглощение воды из-за дождя, потери проводимости в металлах, потери в подложке и изменения в свойствах подложки, являются известными причинами потери сигнала. Слишком большие потери помешают работе антенны на частотах mmWave, которые инженеры пытаются получить в своих конструкциях.
Я выделю некоторые проблемы при выборе подложки:
Диссипативные потери
Одна очень важная переменная, которую следует учитывать при выборе подложки при изготовлении 5G-антенны, это диссипативные потери. Хотя потери на проводниках являются доминирующими на низких частотах, а на частотах выше 10 ГГц диэлектрические потери становятся доминирующим фактором, способствующим общим потерям в плате. Таким образом, подложка с низким тангенсом потерь становится очень желательной на частотах mmWave.
Поглощение влаги
Поглощение влаги в диэлектрических материалах также становится важнейшим фактором в миллиметровых диапазонах. Молекулы воды испытывают эффект диэлектрической релаксации на частоте 10 - 100 ГГц, в результате чего диэлектрическая проницаемость воды падает с 80 при нескольких ГГц, до примерно 5 и вода также испытывает резкое увеличение тангенса. Тогда, имеет смысл использование материала платы с высокой скоростью поглощения воды, что увеличит потери в самой антенне, а поглощение воды непосредственно повлияет на усиление антенны. Кроме того, изменения диэлектрической проницаемости воды (Dk) в зависимости от частоты, изменят резонансную частоту антенн в mmWave, делая работу антенны ненадежной.
Многослойные процессы, для компактности
Многослойная структура становится необходимой для работы антенны в нескольких диапазонах и поляризациях. Современные многослойные производственные процессы сегодня ограничены в промышленности. Надежный многослойный процесс гарантирует эффективное использование подложки в антеннах mmWave. Компактные антенны также ценятся в архитектуре 5G, ожидая применения в бортовых, автомобильных и локальных сетях, что будет способствовать надежной интеграции в беспроводные технологии.
Выше я затронул несколько проблем, с которыми сталкиваются разработчики при выборе материала подложки для построения антенн mmWave, но есть и хорошие новости. Сегодня доступны надежные новые опции, которые устраняют проблемы изготовления mmWave и выбора платы. Lark RF Technology, коммерциализирует достижения в использовании высокопроизводительных материалов с низкими потерями для быстрого продвижения технологии к будущим горизонтам высокоскоростных систем mmWave. Инженеры Lark используют новейшие достижения в области материалов и технологий, чтобы сделать уникальные антенны и антенные решетки системы mmWave практичным выбором.