5G来啦,微波传输线理论及应用
最近由于米国特嚣张对华为的封杀,让我们也知道5G来了,而且非常的具有跨时代的意义,要不米国特嚣张也不会这么的有失礼节的封杀我们华为,既然5G来了,我们就聊聊5G的传输线理论,未来是极细同轴的天下,还有一个曾经很洋气的名字:Mini-Coaxial Cable,对啦,我们为了聊这个伟大的课题,还邀请啦部分5G配套的线缆厂商建立啦一个微信群,感兴趣加文末广告位置的美女微信,一起聊聊传输线,一起聊聊5G的传输射频线.▶可怕的5G

凡是能够引导电磁波沿一定方向传输的导体、介质系统均可成为传输线,微波传输线不仅可以用来传输电磁能量,还可以用来构成多种微波元件,传输线的种类繁多,按其传输的电磁波类型可以分为三类:

1.TEM波传输线,其中包括平行双线、同轴线、带状线和微带线等,这类传输线主要用来传输TEM波,具有频带宽的特点,但在高频传输电磁波能量损耗较大.RFMini-coaxial 主要用于Notebook,移动电话,GPS,量测仪器,蓝牙技术等

2.TE波和TM传输线,又称包微波传输线,其中包括矩形波导、圆波导、脊波导和椭圆波导等,这类传输线主要用来传输TE波和TM等色散波,具有损耗小、功率容量大、体积大而带宽窄等特点.
3.表面波传输线,包括介质波导、镜像线、单极线,他主要用于传输表面波,电磁波能量沿传输线表面传输,这类传输线具有结构简单、体积小、功率容量大等特点,主要用于毫米波段,用来制作表面天线及某些微波元件.

一般对微波传输线基本要求是:能量损耗小、传输效率高、功率容量大、工作频带宽、尺寸均匀等。目前,微波波段使用最多的是矩形波导、圆波导、同轴线、带状线和微带线.

分布参数及分布参数电路
传输线有长线和短线之分,所谓长线是指传输线的几何长度与线上传输电磁波的波长比值(电长度)大于或接近于1,反之成为短线.
长线和短线只是一个相对概念,均相对电磁波波长而言,长线并不意味着几何长度很长,而短线也并不意味着几何长度很短。例如在微波领域中,1M的传输线对于1000MHZ(波长30cm)的电磁波而言属于长线,在电力系统中1000MHz的输电线对于频率50Hz(波长为6000KM)的交流而言却是短线,根据传输线的分布参数,目前主流的RF Mini-Coaxial规格如下图所述,不过由于5G、IOT等应用将采用更高的频率,从过去的3GHz以下逐渐上升为6GHz甚至2~30GHz,频率不断升高的过程中对线材和板材损耗都会有非常高的要求,在高频率下如何做到更低损耗也成为5G天线的一大挑战,此外,由于5G的Massive MiMO天线数目和复杂度要远远高于4G的有源天线系统,所以对于降低天线板的尺寸提出了更高的要求,根据最新的线缆情报,未来将主流为0.61或者0.64,配合平板和手机来追求轻薄的体验.


根据RF传输线的分布参数,可分为均匀分布参数和不均匀分布参数,我们主要研究的分布参数,是沿线均匀分布,不随位置而变化,均匀传输线一般有四个分布参数,分别用单位长度传输线分布电阻、分布电导 、分布电感 、分布电容 来描述,他们的值取决于传输线的类型、尺寸、导体材料和周围介质参数,可用静态法求得,主流的测试验证参数为特性阻抗,衰减(Insertion Loss),驻波比(VSER)或者RL
▶特性阻抗,点击链接进入专题&做 Cable的你必须懂的参数之一【阻抗】
▶驻波比,点击链接进入专题&做Cable的你必须懂的参数之一【电压驻波比】
▶衰减,点击链接进入专题&做Cable的你必须懂的参数之一【衰减】

针对天线的演进方向,各相关厂商提出了1+1双子星布局,即一个扇区两面天线,一面天线为超宽频超多端口天线可支持2G/3G/LTE所有系统,亦可支持向4.5G演进,我们称之为高阶MIMO,另一面天线则为5G massive MIMO天线,可支持3.5G/4.8G毫米波等5G覆盖频谱,从现在来看,运营商内部也是非常认可这种观点,另外在5G规模建设时,可能64TR massive MIMO的场景,只能针对超高流量热点的,针对通用广覆盖,我们提出性价比较高的4G+、16TR及16TR解耦模式,我们预期,以上天线产品演进方向及相关关键技术,在5G时代未来5-10年都会是主流技术,都会有强烈的竞争力.


另外,随着车联网和工业4.0的到来,各种车载天线和近场天线也会兴起...需求巨大

总体而言,新一代通讯技术5G的出现正推进着电子行业的巨轮往各方面突破,诸如主板工艺、天线设计、电池续航、对供应链的把控力等等,显然厂商接下来要迎接的挑战,远比我们想象中的要多,手机因通讯技术的变化而改变,正如过去的手机从物理键盘变成触屏、从电话变成万物互联的起点、轿车从有人到无人驾驶,新通讯技术的出现让手机有了新形态的可能,接下来的手机和电子产品的线材需求设计和要求,会因为 5G 而变成什么样,仍有待我们共同去见证,我们很幸运可以见证这么多!

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