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SpecialReport 特别报道
板（MLB）设计。然
EMBB • 个性化广播 而，基于PCB的天线设
增强型 • 固定家庭广播，GB 计也存在挑战：如何将
移动宽带 • 增强现实（AR） 非常重要 用户体验
增强型 峰值数据 数据速率 功率放大器（PA）和
移动宽带 速率 中 天线集成到一个有源天
线的结构中，另外，使
区域容量 低 频谱效率
用PTFE材料的MLB方
法也会带来更高的制造
• 互联汽车 和组装成本。热固性高
MMTC URLLC • 远程手术
• 家庭物联网 • 遥控 网络能效 移动性 频材料是MLB设计的
超可靠低
• 智慧城市 海量物 延迟通信技术 (无人机，机器人)
• 智能电网 联网通信 海量物 超可靠低 理想选择，几乎很少的
联网通信 延迟通信 热固性材料能同时具有
连接密度 延迟
低损耗、较低无源互调
(a) (b) （PIM）和阻燃性，符
合UL 94 V-0标准。
图2：未来的5G支持以下三种用例：高数据速率、低延迟和海量接入（a），这些用例定义了网络的性 为 了应 对这 些 挑
能要求（b）。 战，全球领先的PCB材
料供应商罗杰斯公司推出了新的天线级
覆盖和控制，而较高的频段可以用来实 进行试验，为首尔2018年平昌冬季奥运 层压板。罗杰斯给出的解决方案结合了
现高速率的数据传输。虽然毫米波频率 会做准备。日本计划2017年在东京开始 阻燃、低损耗热固性电介质和低粗糙度
具有很高的传播损耗特性，即使在没有 试用，分别使用6GHz和28GHz，而且计 铜箔，并采用了独有的填料系统。材料
障碍物的视距条件下损耗也很大，但这 划在2018年和2019年期间大幅度扩大试 的介电常数（Dk）为3.0，是天线设计工
一挑战可以用波束赋形天线阵列或者大 点。中国已经宣布在3.5GHz进行5G试 程师常用的选择，在2.5GHz下的耗散因
规模MIMO来克服。 验，主要运营商将于今年在7个地点或 数（Df）为0.0023。该层压板具有低的
世界各地的监管政策正努力跟上 城市启动5G现场试验。此外，欧盟委员 介电常数热稳定系数（TCDk），在一
这些不断变化的新技术。例如：如何分 会最近发布了其5G行动计划，于2017年 定温度范围内提供了较好和一致的电路
配和管理新的频谱，如何保持网络的中 初步试用，2018年进行正式商用测试； 性能。因为使用了LoPro专利技术的铜
立性，如何保护隐私等一系列复杂问题 将使用3.4GHz到3.8GHz和24.25GHz到 箔，使它具有较低的无源互调（PIM<-
都需要解决。频谱资源是现在行业内公 27.5GHz频段。然而，受5G标准、技术 160dBc）；采用低密度微球技术，使得
认的稀缺珍贵资源，从去年美国拍卖 开发、经济等因素制约，所有这些试验 这种材料比PTFE材料轻30%。它的热
3.5GHz小型基站频段就可以看出，美国 都是非常有针对性的、小规模的。2016 膨胀系数（CTE）在X和Y方向上与铜
联邦通讯委员会（FCC）现在已经启用 年11月这一观点也已经得到了市场研 箔相匹配，使其翘曲度达到最小，易于
该频谱。随着技术的进步，在6GHz和 究机构ABI的预测确认，估计5G用户将 混合MLB结构使用；该材料在-55℃至
100GHz之间引入了大量的可用频谱， 在2020年达到400万，到2025年将达到 +288℃的范围内具有30.3ppm/℃的低Z轴
为小型基站的运行提供了一条新途径。 3.49亿，在2020年占全部用户的0.04%， CTE，在多层板电路加工中能够获得更
在更高频率下运行的无线信号拥有更宽 2025年为3.6%。 可靠的过孔质量（PTH）。无论是当前
的信道，可以实现更高的数据速率。小 还是未来的无线系统，这类层压板为有
型基站分担宏基站的数据负载，增加了 PCB天线 源阵列天线和PCB天线板提供了实用且
固有信道容量，从而有效改善用户接入 毫无疑问，下一代无线系统（例如 高效益的解决方案，通过恰当的材料组
密集区域或来自宏基站信号较弱区域的 LTE-Advanced和5G）的天线将会变得越 合，这类层压板材料可提供价格、性能
信号质量。最终，通过部署数以百万计 来越复杂。到2020年移动数据的需求预 和耐用性的最佳方案。
的小型基站，大幅增加信道容量。业界 计将以53%左右的年均增长率增加，有 罗杰斯与其它PCB材料公司一样，
正在慢慢克服阻碍小型基站部署的各种 源天线和小型基站将继续部署，用于处 不断关注未来市场的趋势和需求。罗杰
困难。这些措施包括：政府法规，获取 理数据吞吐量。这些趋势和相关的增长 斯的热固性层压材料已形成一个完整的
天线产权和管理权以防止干扰。另一 正在扩大印刷电路板（PCB）材料在天 系列：具有多种厚度，低介电常数和低
个挑战涉及频谱共享，未来的无线系统 线设计中的使用，对PCB材料的需求与 插入损耗。可以满足小型基站点对点回
（LTE网络和5G网络）享有与规划中频 传统蜂窝网络也有所不同。同时，对于 程无线通信中新兴的PA应用和毫米波应
谱系统的接入接口，由频谱接入系统为 研发工程师来说针对5G无线基础设施的 用。罗杰斯即将推出的一款热固性解决
第一级用户（如政府）、与第二级用户 设计是全新的课题。这些工程师需要克 方案可满足运营商级Wi-Fi和分布式天
（如授权蜂窝网络）和第三级用户（如 服多方面挑战，并且需要了解什么性能 线系统（DAS）市场中日益增长的射频
非授权用户）共同管理频谱。这样可以 才能实现其设计目标。 需求，该方案能带来更低的损耗、更高
更有效地利用频谱，可以让用户轻松地 随着额外频段的使用和消费者对 的频率、更严格的厚度公差。这些产品
使用频谱。 更好性能以及更低延迟的需求，与弯曲 通过不同组合能提供最高可靠性和最高
许多国家都针对5G开展相关试验， 金属和电缆等竞争技术相比，PCB更具 质量。PCB制造商也在与时俱进，不断
重点是各种应场景和使用不同的频率。 有优势。天线设备制造商（OEM）的 开发的新产品旨在满足5G所需的性能标
2017年美国的主要运营商正在重点试验 设计工程师发现，基于PCB的天线设计 准，不断适应天线市场的需求。■
28GHz下的固定宽带。韩国也在28GHz 缩短了设计周期，并能开发复杂的多层
56 Microwave Journal China 微波杂志 Jul/Aug 2017
