基于封裝天線（AiP）的過(guò)孔分析

3過(guò)孔分析

包含四層介質(zhì)，使用的是厚度為0.8mm的FR4，上面三層尺寸均為20mm×20mm×0.8mm，底層為系統(tǒng)板，尺寸為40mm×40mm×0.8mm。中間介質(zhì)層由兩層介質(zhì)構(gòu)成，上層介質(zhì)中空腔尺寸為10mm×10mm×0.8mm，下層中介質(zhì)空腔尺寸為14mm×14mm×0.8mm，即形成的是一階梯型的腔體，在兩層中間臺(tái)階面處有連接RF模塊鍵合線的信號(hào)線層。系統(tǒng)地在底層介質(zhì)的地面，方便安裝與測(cè)量。由于腔體內(nèi)RF模塊位于中間位置，限制了天線饋電位置，為了實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，天線采用同軸加微帶的復(fù)合饋電方式。為了減少外界與天線對(duì)腔體內(nèi)模塊的影響，一般過(guò)孔數(shù)量越多越好，可均勻分布于腔體四周。但過(guò)孔數(shù)量越多，加工難度越大，并且由于信號(hào)線層信號(hào)線分布較密集，能布置過(guò)孔的位置非常有限，通常只能在四周或者RF模塊的地線處布置過(guò)孔。

根據(jù)常用過(guò)孔直徑和實(shí)際加工條件，過(guò)孔直徑選為0.5mm。將過(guò)孔數(shù)量分為：1個(gè)、2個(gè)、4個(gè)和四周均勻分布(每排九個(gè)過(guò)孔，兩個(gè)孔中心間距為2mm)四種情況來(lái)研究，具體分布位置見(jiàn)圖3，以天線介質(zhì)中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，橫向?yàn)閤軸，縱向?yàn)閥軸，除四周均勻分布外過(guò)孔均布置于縱向。過(guò)孔圓心坐標(biāo)為（xi，yi），下標(biāo)i表示第幾個(gè)孔。不同數(shù)量過(guò)孔仿真結(jié)果如表1-4，從表中可以看到，過(guò)孔數(shù)量為一個(gè)時(shí)，天線性能基本不隨過(guò)孔的位置變化而變化，帶寬基本不變，中心頻率略有偏移。四個(gè)過(guò)孔時(shí)，位置對(duì)天線性能有較大影響。過(guò)孔均勻分布四周時(shí)天線性能與一個(gè)過(guò)孔時(shí)接近。因此在考慮制作成本或者天線結(jié)構(gòu)不允許時(shí)，連接天線地和系統(tǒng)地的過(guò)孔數(shù)量可以減少，最少可以為一個(gè)。

圖3過(guò)孔分布示意圖

表1一個(gè)過(guò)孔（x1=8mm）