隨著移動通信市場對于超高數(shù)據(jù)傳輸、低延遲和大容量的需求越來越旺盛，通信行業(yè)需要開發(fā)5G無線技術(shù)的其他頻段來緩解當(dāng)前無線頻譜的網(wǎng)絡(luò)使用壓力。
行業(yè)認為頻譜中24 GHz以上的高頻段具有支持大帶寬和高數(shù)據(jù)速率的潛力，是增加無線網(wǎng)絡(luò)容量的理想選擇。由于該頻段的電磁波波長以毫米為單位，這些高頻段也通常被稱為毫米波（mmWave）。
盡管毫米波頻段可以一直延伸到300 GHz，但24 GHz到100 GHz的頻段有望用于5G。
5G mmWave 頻段
5G毫米波（mmWave）的優(yōu)點
高速度、大容量：毫米波能夠提供極高的數(shù)據(jù)傳輸速度，峰值速率可達30Gbps，支持大量設(shè)備同時連接，適合高清視頻流直播、虛擬現(xiàn)實等場景 。
低延遲：毫米波技術(shù)可以通過降低通信延遲，來實現(xiàn)更快的響應(yīng)，對于需要實時傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用場景如自動駕駛、遠程控制等非常友好。
高方向性：毫米波的方向性好，波束窄，有利于精準定位和傳輸，可以提高信號的安全性和減少干擾 。
全天候特性：毫米波的傳播受氣候的影響要小得多，具有全天候特性 。
毫米波也有一些挑戰(zhàn)，比如基站建設(shè)成本相對較高，信號覆蓋范圍相對較小，容易被建筑物和障礙物阻擋 。因此可以預(yù)期毫米波將與Sub-6GHz的5G以及4G LTE一起緊密部署集成，從而一起保障移動無線網(wǎng)絡(luò)通信的性能和覆蓋范圍。
移動無線網(wǎng)絡(luò)
基于NXP MMW9014設(shè)計5G毫米波基站
NXP基于5G 4通道雙極化模擬波束毫米波IC MMW9014，設(shè)計了一款64通道，工作在24GHz到28GHz頻段的5G毫米波基站
5G毫米波基站產(chǎn)品爆炸圖
5G毫米波基站的有源相控陣天線設(shè)計非常緊湊，天線的間距需要嚴格控制在半波長5mm，每路天線都需要連接到兩個極化饋電來形成一個發(fā)射/接收通道，從而形成相控陣天線矩陣。對于天線來講，PCB的翹曲，工作溫度和裝配等任何微小的變化都會導(dǎo)致性能出現(xiàn)異常。
毫米波相控陣PCB天線
管理天線的翹曲
任何翹曲的產(chǎn)生都是由于PCB疊層設(shè)計和元器件的熱性能不同，設(shè)備在工作過程中產(chǎn)生熱累積，長時間工作后熱應(yīng)力讓PCB發(fā)生翹曲。產(chǎn)品設(shè)計的目標就是在PCB天線的翹曲和熱管理之間找到平衡，從而保證天線工作在正確的頻點同時工作在穩(wěn)定的溫度環(huán)境。
設(shè)計PCB疊構(gòu)
如下12層PCB疊層結(jié)構(gòu)，頂部6層為毫米波相控陣天線矩陣，底部6層為饋電、電源、模擬和數(shù)字地。
由于PCB的正面有相控陣天線矩陣，為了盡量減少走線對于天線的干擾，應(yīng)該盡量將走線分布在天線的區(qū)域以外。
疊孔的設(shè)計
疊孔設(shè)計控制在三次以內(nèi)，盡量使用非疊孔設(shè)計，從而增強PCB疊層之間的結(jié)合力，盡量降低因為銅和PP不同熱膨脹系數(shù)對PCB翹曲產(chǎn)生的影響。
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