PCB之所以重要,不仅因為(wèi)它允许各种组件之间的電(diàn)气连接,还因為(wèi)它承载数字和模拟信号、高频数据传输信号和電(diàn)源線(xiàn)。随着5G技术的引入,PCB線(xiàn)路板需要满足哪些新(xīn)的需求和要求?与4G相比,即将大规模部署的5G 网络将迫使设计人员重新(xīn)思考用(yòng)于移动、物(wù)联网和電(diàn)信设备的PCB设计。5G网络将具有(yǒu)高速、宽带宽和低延迟的特点,所有(yǒu)这些方面都需要仔细的PCB设计以支持新(xīn)的高频特性。
与4G网络相比,第五代移动技术将提供10-20倍的传输速率(最高1 Gbps)、高达1000倍的流量密度和10 =倍的每平方公里连接数。5G网络还旨在提供1毫秒(miǎo)的延迟,比4G网络的延迟快10倍,并在更宽的频率范围内运行。PCB線(xiàn)路板必须同时支持遠(yuǎn)高于当前的数据速率和频率,从而将混合信号设计推向极限。虽然4G网络以低于6 GHz阈值(从600 MHz 到 5.925 GHz)的频率运行,但5G网络将把频率上限提高到更高的毫米波區(qū)域 (mmWave),频带以26 GHz频率為(wèi)中心, 30 GHz和77GHz。
EHF(极高频)频段的使用(yòng)是5G技术给PCB板设计人员带来的最困难的挑战之一。毫米波仅通过视線(xiàn)传播,并且在遇到建筑物(wù)、树叶或恶劣天气条件(如雨或湿)时会沿途经历强烈的衰减。因此,将需要更多(duō)的基站来支持5G网络。為(wèi)了支持如此大量的频率,将需要多(duō)个相控阵天線(xiàn)来实现先进的5G功能(néng),例如波束成形。因此,无论是在移动设备上还是在基站上,我们都将拥有(yǒu)一个集成多(duō)个天線(xiàn)阵列单元 (AAU) 并广泛使用(yòng)大规模 MIMO 技术的線(xiàn)路板。
除了频率之外,另一个重要挑战涉及每个通道的带宽。在4G网络中,信道带宽设置為(wèi)20 MHz(物(wù)联网设备限制為(wèi)200 kHz),而在5G网络中,对于低于6 GHz的频率和高于6 GHz的频率,其值设置為(wèi)100 MHz和400 MHz。虽然市场上已经有(yǒu)能(néng)够支持这些规范的调制解调器和射频组件,但选择最合适的材料将是線(xiàn)路板PCB设计的基础。由于射频前端将直接集成在PCB上,因此需要具有(yǒu)极低介電(diàn)传输损耗和极高热导率的材料。对于6GHz以上的频率,用(yòng)于制造PCB線(xiàn)路板的材料必须适应毫米波频段的特殊基板。