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  • 發布時間:2020-10-13 19:21 原文鏈接: 5G時代帶動陶瓷PCB成長——GPS陶瓷天線調試方法(一)

    5G時代即將到來,5G技術研發試驗的第二階段測試由中國移動率先完成。未來進入2020年,5G將有望實現商用。隨著5G新時代的發展,預計2030年將帶動國內直接經濟產出達6.3萬億,同時更是創造了800W個就業機會。 

     

    同時推動的是智能化進程,物聯網的飛速發展,包括終端制造業的大規模繁衍。其中就包括陶瓷PCB產業。在5G時代下,信號基站將會變得更密集,數量達到4G的100倍,包括終端接收裝置的迭代升級同時帶來的一系列的軟硬件升級。5G就像是太陽系中的一只蝴蝶,刮了刮翅膀,地球潮汐不得不隨之改變。陶瓷PCB作為當下或者近一世紀高頻介質損耗最低的電路板,成為5G的掌上明珠是必然的,發展空間之大毋容置疑。 

     

    目前GPS陶瓷天線業界最常用的有兩種,分別為偏心饋入式及中心饋入式陶瓷天線,這兩種形式的天線是以饋入點位置作區別,所謂的偏心饋入式天線其饋入點位置在陶瓷天線正中心偏一角的對角線上(如圖1所示),而中心饋入式天線其饋入位置并非在其正中心,它是在正中心往上移一點的位置(如圖2所示)。

    1

    圖1

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    圖2

     

    因GPS衛星所需的是發射天線為右旋圓極化(RHCP)天線,為使待接收的GPS裝置能夠順利接收衛星訊號,因此在設計接收天線時會使用相同的右旋極化結構來設計,如圖1.a、圖2.a皆為右旋極化結構。左旋極化結構如圖1.b、圖2.b所示。

     

    一、中心饋入式陶瓷天線調試方式

    3

    圖3

     

    此饋入方式其銀面為長寬等長的正方形,借由兩切角造成的互相垂直的兩模態(Da及Db)共振長度的細微差異(Da≠Db)所形成的圓極化輻射波,若Da<Db此為右旋圓極化天線(RHCP),反之若Da>Db此為左旋圓極化天線(LHCP)。

     

    由于GPS天線接收的是右旋極化波(RHCP),故必須保證Da<Db,一般的切角僅出現在左下和右上兩個對等切角,陶瓷天線微調的方式為削邊、開槽、調切角三種方式。

     

    1、削邊微調方式

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    圖4

     

    1.1削邊Cut-X 

     

    如圖4,切削Cut-X位置(削邊時需注意平整),在Smith Chart 上可看出其軌跡圖會以外圈為圓心,依順時針的方向旋轉偏向電容性阻抗,其中心頻率(fc)也會跟著變高。特別注意削邊時兩邊的Cut-X所切削的大小需盡量保持相同,否則會使得極化點兩瓣軌跡圖大小出現差異,視覺上會出現一大一小的情況。

     

    圖5所示為切削Cut-X時,網絡分析儀圖形的走勢。

    5

    圖5

     

    1.2削邊Cut-Y

     

    如圖4,切削Cut-Y位置(削邊時需注意平整),在Smith Chart 上可看出其軌跡圖會以外圈為圓心,依逆時針的方向旋轉偏向電感性阻抗,另外切削靠近饋點的Cut-Y這一邊(圖4上半部分)會使得整個圖形變大,而切削遠離饋點的Cut-Y這一邊(圖4下半部分)會使得整個圖形變小。注意調試此部分不會造成中心頻率(fc)的變化。

     

    圖6所示為切削Cut-Y時,網絡分析儀圖形的走勢

    6

    圖6

     

    2、開槽微調

    7

    圖7

     

    2.1開槽Slot-X

     

    切削Slot-X位置,在Smith Chart 上可看出其軌跡圖會以外圈為圓心,依逆時針的方向旋轉偏向電感性阻抗,且中心頻率(fc)也會隨著變低。

     

    需要特別注意的是切削Slot-X位置,僅需切削一邊即可(切削上半部分就不切削下半部分),同時開槽深度越靠近饋點位置,頻率下降的幅度越大。

     

    圖8所示為切削Slot-X時,網絡分析儀圖形的走勢。

    8

    圖8

     


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