高頻天線的發展趨勢是怎樣的?

在現有的 Wireless HD 或者 Wigig 標準下,高速無線傳輸的天線的尺寸大大減小,也更容易在有限的尺寸下設計出高增益的天線陣列。是不是意味著以後的高頻天線將整合進 IC 封裝里,構建所謂的 "AiP" 進而使得天線不再是獨立於 IC 外的元件?那麼天線設計工作是不是也將被整合成為 IC 設計的某一個小的環節?獨立的天線單元是不是會逐漸消失?


您好,謝謝邀請。我不了解這方面的內容。

網上文章很多,但我沒時間幫您看。不過有兩本書希望您在查文獻前先瀏覽一下,這樣可以比較快速、系統地獲取您想要的答案。

Wiley: Advanced Millimeter-wave Technologies: Antennas, Packaging and Circuits

Wiley: 60GHz Technology for Gbps WLAN and WPAN: From Theory to Practice


謝邀。作為一個博士生,本人還在為整個天線領域的某一個小點取得一點微小的突破的路途上,對於這種全局性的問題實在是不太了解。

我嘗試強行答一下。

按題主的思路,應該是討論民用室內移動通信網路的範疇。

室內通信一個很大的問題是通信的不確定性,包括物體移動產生的陰影效應(慢衰落)和室內散射造成的多徑效應(快衰落)。

通信頻率越高,天線尺寸可以做的越小,但其電波繞射能力越弱,受遮擋的影響越嚴重。通信頻率越低,天線尺寸變大,但其電波繞射能力強,受遮擋的影響小。

綜合移動終端尺寸和電波衍射能力的折中,現在移動通信的頻段集中在1GHz~3GHz。802.11a標準規定了5.8GHz的ISM頻段,不過按我們實際中的使用感受,其信號覆蓋率比2.4GHz要差好多。

60GHz的繞射能力明顯是不能和wifi相比的,其受室內裝飾格局的影響很大。60GHz的信號覆蓋如果要趕上wifi,那麼室內的熱點密度要在10m/個這個級別,並且要針對信號死角單獨布設。當然這具有大帶寬高數據率的優勢,但這個優勢能否使得它能被廣泛應用,還不好說。得看實際的使用情況和市場反應。

關於天線設計有沒有可能整合為IC設計的一個環節。我覺得可能性不大。射頻IC設計,其實質是在保證信號完整性的前提下完成各種轉換,是受限電磁波的傳導,在電磁波傳播的角度,是一維的傳播。天線設計,其實質是將信號能量從受限電路轉換至開放空間,是自由電磁波的傳播,在電磁波傳播的角度,這是二維的傳播。這兩者有本質的不同,很難想像將兩者合併一起考慮設計。


首先,射頻信號是有干擾的,天線和電路分開然後把電路放在屏蔽罩里可以極大解決這個問題,如果集成在一起,屏蔽罩咋辦。有的晶元還要考慮散熱,一般散熱單元也是金屬的,會影響輻射效果。第二天線要盡量靠近外部,如果集成在一起,設計靈活性會很受影響。第三工藝成本,天線要做堆疊晶元焊接在晶元背上,還是在封裝時候封在裡面?(硅上集成不考慮,干擾大而且硅晶貴,大家都在考慮減少面積,一背上天線就沒法小了),所以...估計一段時間內,如果不解決上面三個問題,出現也會比較小眾吧


首先,天線肯定是往高頻走。

其次,天線不是只用於通信。

然後,AiP和AoC有可能用於短距離傳輸。

最後,即便用於民用通信,毫米波也是可以組網的,怎麼搞?大基站滾粗,換成小的,功耗巨低,帶寬巨高,可以想像成家家戶戶的路由器都串起來了。似乎5G有提出這麼搞的。


題主可以換一下問題的描述,並不是天線在高頻中的發展趨勢,而是整個無線通信系統的問題。

天線僅僅是一個原件,它的變化趨勢並不是問題的關鍵,而是整個系統的電磁兼容EMC和EMP更需要考慮。在射頻電路的設計中,這個如何解決這個才是重點吧。


奏是有源相控陣嘛


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