在大于10GHz的頻段，PCB高頻線(xiàn)路板微帶印刷天線(xiàn)相對(duì)于波導(dǎo)縫隙天線(xiàn)、透鏡天線(xiàn)、反射面天線(xiàn)等其他天線(xiàn)具有明顯優(yōu)勢(shì)。成熟的PCB高頻線(xiàn)路板加工工藝可以有效控制微帶天線(xiàn)制作成本，高頻線(xiàn)路板、天線(xiàn)板、射頻板以及低頻數(shù)模電路板的多層混壓技術(shù)還使得整個(gè)射頻系統(tǒng)具有很高的集成度。Rogers公司生產(chǎn)的RO4350B板材具有優(yōu)越的高頻性能和很低的制作成本，在商用射頻系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用和驗(yàn)證。筆者使用RogersRO4350B高頻線(xiàn)路板成功地設(shè)計(jì)了一系列24GHz微帶陣列天線(xiàn)，均已應(yīng)用于公司上市產(chǎn)品，因此就其應(yīng)用總結(jié)了一些PCB高頻線(xiàn)路板的設(shè)計(jì)技巧。

高頻線(xiàn)路板

　　天線(xiàn)類(lèi)型

　　如圖1所示，微帶陣列天線(xiàn)按饋電方式分為并饋陣列和串饋陣列。并饋陣列饋線(xiàn)較長(zhǎng)，導(dǎo)致饋電網(wǎng)絡(luò)引入損耗較大。對(duì)于大型陣列，天線(xiàn)效率往往受到限制，因此一般選擇走線(xiàn)更為簡(jiǎn)潔的串饋陣列。串饋陣列是諧振式天線(xiàn)，其工作帶寬比并饋陣列要小，但串饋結(jié)構(gòu)要更容易實(shí)現(xiàn)加權(quán)激勵(lì)。表1為筆者設(shè)計(jì)的不同規(guī)模的串饋微帶陣列天線(xiàn)，射頻板它們均采用20mil厚度的RO4350B板材。從表中數(shù)據(jù)可以看出，隨著陣列規(guī)模變大，阻抗帶寬逐漸減小，16個(gè)陣元時(shí)帶寬為1.2GHz，而324個(gè)陣元時(shí)只有0.75GHz。通常采用連續(xù)波體制的24GHz雷達(dá)調(diào)頻帶寬小于250MHz，因此串饋陣列的阻抗帶寬能夠滿(mǎn)足絕大部分系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求。

圖1：并饋陣列(左)和串饋陣列(右)

表1：串饋陣列規(guī)模與阻抗帶寬

　　厚度選擇

　　主要綜合高頻線(xiàn)路板微帶天線(xiàn)工作帶寬、饋電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)以及天線(xiàn)效率三個(gè)因素選擇厚度。

　　一、PCB高頻線(xiàn)路板厚度影響微帶天線(xiàn)阻抗帶寬，PCB高頻線(xiàn)路板厚度越小，陣列規(guī)模越大，則天線(xiàn)工作帶寬越小。

　　二、PCB高頻線(xiàn)路板厚度決定饋電網(wǎng)絡(luò)阻抗變化段的微帶線(xiàn)線(xiàn)寬，對(duì)于20mil厚度的RO4350B板材，50Ω和100Ω微帶線(xiàn)線(xiàn)寬分別為1.13mm和0.27mm，而微帶天線(xiàn)在24GHz對(duì)應(yīng)諧振長(zhǎng)度為3mm左右，饋電網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)微帶變換段的阻抗過(guò)小或過(guò)大，都會(huì)造成微帶線(xiàn)太寬或太窄，微帶線(xiàn)太寬容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)干涉，微帶線(xiàn)太窄又會(huì)導(dǎo)致加工困難。

　　三、介質(zhì)厚度影響微帶線(xiàn)的導(dǎo)體損耗，進(jìn)而影響天線(xiàn)效率。綜合上述因素，筆者的射頻板設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)是小型陣列選擇10mil或者20mil厚度，大型陣列選擇20mil厚度，射頻板選擇10mil厚度，當(dāng)然您需要多厚的只要我們有都是可以制作的。

　　天線(xiàn)和射頻芯片的互連

　　目前國(guó)內(nèi)外芯片廠商都有量產(chǎn)的24GHz射頻芯片推出市場(chǎng)，在零中頻雷達(dá)架構(gòu)中，射頻芯片的引腳直接與微帶收發(fā)天線(xiàn)端口相連。當(dāng)使用天線(xiàn)板(高頻板/高頻線(xiàn)路板)+若干層普通FR4+射頻板(高頻板/高頻線(xiàn)路板)的高頻板混壓板（比如是FR4+RO4350b/FR4+RO3003/FR4+RO3006/FR4+RO5880等）形式時(shí)，天線(xiàn)和射頻芯片的互連通過(guò)金屬化過(guò)孔實(shí)現(xiàn)。在24GHz頻段，長(zhǎng)度大于1mm的金屬化過(guò)孔引入的不連續(xù)性將非常明顯，解決辦法是在金屬化過(guò)孔四周加若干個(gè)對(duì)稱(chēng)的金屬化接地過(guò)孔構(gòu)成類(lèi)同軸傳輸結(jié)構(gòu)(如圖2所示)。當(dāng)天線(xiàn)和射頻芯片位于PCB高頻線(xiàn)路板同一面時(shí)，射頻芯片和收發(fā)天線(xiàn)則直接通過(guò)微帶線(xiàn)或者共面波導(dǎo)相連，這種高頻線(xiàn)路板設(shè)計(jì)能最大化地減小傳輸線(xiàn)插損。

、

圖2：混壓板上天線(xiàn)與射頻芯片的互聯(lián)