基站高頻信號 PCB:毫米波頻段衰減難題,如何讓 26GHz 信號覆蓋提升 40%?
來源:捷配
時間: 2025/10/13 10:27:36
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5G 基站的毫米波(26GHz/28GHz)頻段雖能提供超大帶寬,但信號衰減極為嚴重 —— 某毫米波基站的信號 PCB 因采用普通 FR-4 基材(介質(zhì)損耗角正切 tanδ=0.012@10GHz),26GHz 信號傳輸 5cm 后衰減超 4dB,實際覆蓋半徑僅 80 米,遠低于設(shè)計目標的 130 米;若強行增加發(fā)射功率,又會導致 PCB 功耗飆升,器件溫度超 120℃,頻繁觸發(fā)過熱保護。在毫米波基站向 “短距高速” 部署的過程中,PCB 的高頻低損耗設(shè)計已成為突破覆蓋瓶頸的關(guān)鍵。

要解決毫米波信號衰減難題,基站高頻 PCB 需從 “基材選型、阻抗控制、布線優(yōu)化” 三方面系統(tǒng)設(shè)計:首先是高頻低損耗基材的精準選型。26GHz 信號對基材損耗極為敏感,需選用專用高頻基材:優(yōu)先選用羅杰斯 RO4835HT(tanδ≤0.003@20GHz),其介質(zhì)損耗僅為普通 FR-4 的 1/4,26GHz 信號傳輸 5cm 衰減可控制在 1.8dB 以內(nèi),比普通 FR-4(4dB)降低 55%;基材介電常數(shù)(εr)穩(wěn)定在 3.48±0.05,避免溫度變化(機房溫度 ±10℃)導致的信號相位偏移,某測試顯示,該基材在 25℃~35℃范圍內(nèi),介電常數(shù)波動≤1%,信號覆蓋半徑從 80 米提升至 125 米。
其次是50Ω 阻抗的精準控制。毫米波波長極短(26GHz 波長約 11.5mm),阻抗偏差超 ±2% 即會引發(fā)顯著反射:信號線路設(shè)計為線寬 0.18mm、線距 0.12mm 的差分對,通過 ANSYS HFSS 三維電磁場仿真優(yōu)化布線,確保阻抗偏差≤±1%;布線時避免 90° 彎折(采用 135° 圓弧過渡,半徑≥0.3mm),減少阻抗突變;在線路末端并聯(lián) 50Ω 高精度匹配電阻(精度 ±0.1%),反射系數(shù)≤-25dB,信號反射損耗從 2.5dB 降至 0.6dB。某毫米波基站通過阻抗優(yōu)化,26GHz 信號反射損耗減少 76%,有效覆蓋面積提升 40%。
最后是短路徑與屏蔽布線。毫米波信號衰減隨傳輸距離增加呈指數(shù)上升,需縮短線路長度:將毫米波芯片(如 ADI ADMV4420)與天線接口的距離控制在 3cm 以內(nèi),減少線路損耗;信號線路外側(cè)布置 “雙層金屬屏蔽罩”(0.15mm 鋁箔 + 0.1mm 銅箔),屏蔽罩接地電阻≤50mΩ,外部干擾(如其他基站信號)抑制率≥90%;PCB 接地采用 “單點接地”,高頻地、電源地、屏蔽地分別獨立連接至芯片附近的接地點,避免接地回路電流引入噪聲。某測試顯示,優(yōu)化后的 PCB,26GHz 信號在外部干擾環(huán)境下,衰減僅增加 0.2dB,覆蓋穩(wěn)定性顯著提升。
針對基站毫米波高頻 PCB 的 “低衰減、高穩(wěn)定” 需求,捷配推出高頻解決方案:基材選用羅杰斯 RO4835HT,26GHz 傳輸 5cm 衰減≤1.8dB;阻抗控制 50Ω±1%,反射系數(shù)≤-25dB;布線支持短路徑 + 雙層屏蔽,干擾抑制率≥90%。同時,捷配的 PCB 通過 3GPP 5G NR 毫米波兼容性測試、IEC 61000-4-3 射頻抗擾度測試,適配 26GHz/28GHz 基站。此外,捷配支持 1-4 層高頻 PCB 免費打樣,48 小時交付樣品,批量訂單可提供信號衰減與阻抗測試報告,助力通信設(shè)備廠商突破毫米波覆蓋瓶頸。

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