5G 毫米波 PCB从基材选择到天线一体化的设计革新

来源：捷配时间: 2025/10/10 09:28:38 阅读: 11

5G 毫米波（26GHz、28GHz、39GHz）是实现 10Gbps 超高速率的关键频段，但其信号衰减比 Sub-6G 更严重 ——26GHz 信号在普通 FR-4 PCB 上传输 5 米衰减超 15dB，且易受干扰，难以满足实际应用需求。同时，毫米波天线需与 PCB 紧密集成，传统 “天线 + 馈线” 设计会增加额外损耗，导致传输速率下降 30%。要突破 5G 毫米波的技术瓶颈，PCB 需从特种基材、天线一体化、信号放大集成三方面革新，实现 “低损耗传输、高增益覆盖、高速率连接”。

特种基材是毫米波 PCB 低损耗的前提。毫米波频段对基材的介质损耗要求极致，需选用超低损耗基材：罗杰斯 RO4835HT 是首选，其介质损耗角正切 tanδ≤0.003@20GHz，介电常数 εr=3.48±0.05，26GHz 信号传输 5 米衰减可控制在 8dB 以内，比普通 FR-4（衰减 15dB）降低 46.7%；若需更高性能，可选用罗杰斯 RO4003C（tanδ≤0.0027@10GHz），28GHz 传输 5 米衰减≤7dB，但成本较高，适合高端毫米波 CPE、雷达场景。此外，基材的均匀性需严格控制 —— 毫米波信号波长极短（26GHz 波长约 11.5mm），基材厚度偏差超 0.02mm 即会导致信号相位偏移，需采用高精度压合工艺，基材厚度公差≤±0.01mm。某毫米波 CPE 采用 RO4835HT 基材后，26GHz 传输速率从 5Gbps 提升至 10Gbps，达到设计目标。

天线 PCB 一体化减少馈线损耗。传统毫米波设计中，天线与 PCB 通过馈线连接，馈线损耗占总损耗的 40%；而天线一体化设计将天线直接蚀刻在 PCB 表面，馈线长度缩短至 1cm 以内，损耗降低 60%：天线采用 “微带贴片阵列” 设计，在 PCB 表层蚀刻 16×16 阵列的贴片（每个贴片尺寸 1.1mm×1.1mm，间距 2.2mm），增益可达 18dBi，比传统外置天线提升 5dBi；天线区域的 PCB 层叠采用 “信号层 - 接地层” 结构，接地层铜箔覆盖率≥95%，减少天线信号向 PCB 内部的辐射损耗；天线与射频芯片之间的馈线采用 50Ω 阻抗匹配，线宽 0.18mm，线距 0.12mm，反射系数≤-20dB，进一步降低反射损耗。某毫米波基站通过天线一体化设计，覆盖距离从 300 米延长至 500 米，信号覆盖面积提升 178%。

信号放大电路集成提升接收灵敏度。毫米波信号衰减快，需在 PCB 上集成低噪声放大器（LNA）与功率放大器（PA），增强信号强度：LNA 选用 ADI ADL5545（噪声系数 NF≤0.5dB，增益 20dB），靠近天线布置，减少信号在传输过程中的损耗，接收灵敏度提升 8dB；PA 选用 Qorvo QPA9980（输出功率 28dBm，效率≥45%），放大发射信号，补偿传输衰减；放大电路的电源线路串联磁珠（阻抗 1kΩ@100MHz），并联 0.1μF MLCC 电容，滤除电源噪声，避免干扰放大信号。某毫米波手机通过信号放大集成，在 28GHz 频段的通话距离从 100 米延长至 200 米，语音通话无中断。

针对 5G 毫米波 PCB 的技术需求，捷配推出毫米波专项解决方案：基材提供罗杰斯 RO4835HT/RO4003C，tanδ≤0.003@20GHz，26GHz 传输 5 米衰减≤8dB；支持天线 PCB 一体化设计，16×16 微带贴片阵列，增益≥18dBi，馈线损耗降低 60%；集成 LNA/PA 电路布局，电源滤波配套磁珠与电容，接收灵敏度提升 8dB。同时，捷配的 PCB 通过 3GPP 毫米波兼容性测试，28GHz 传输速率≥10Gbps。此外，捷配支持 1-6 层毫米波 PCB 免费打样，48 小时交付样品，批量订单可提供天线增益与信号衰减测试报告，助力通信厂商突破 5G 毫米波的应用瓶颈。

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