隨著5G時(shí)代的迫近，中國(guó)移動(dòng)已率先完成了5G技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)的第二階段測(cè)試。展望2020年，我們有理由期待5G技術(shù)的商用化。隨著這一新時(shí)代的到來(lái)，預(yù)計(jì)到2030年，5G將帶動(dòng)國(guó)內(nèi)直接經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出高達(dá)6.3萬(wàn)億，同時(shí)還將為社會(huì)創(chuàng)造約800萬(wàn)個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)。

同時(shí)推動(dòng)的是智能化進(jìn)程，物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，包括終端制造業(yè)的大規(guī)模繁衍。其中就包括陶瓷PCB產(chǎn)業(yè)。在5G時(shí)代下，信號(hào)基站將會(huì)變得更密集，數(shù)量達(dá)到4G的100倍，包括終端接收裝置的迭代升級(jí)同時(shí)帶來(lái)的一系列的軟硬件升級(jí)。5G就像是太陽(yáng)系中的一只蝴蝶，刮了刮翅膀，地球潮汐不得不隨之改變。陶瓷PCB作為當(dāng)下或者近一世紀(jì)高頻介質(zhì)損耗[敏感詞]的電路板，成為5G的掌上明珠是必然的，發(fā)展空間之大毋容置疑。

目前GPS陶瓷天線業(yè)界最常用的有兩種，分別為偏心饋入式及中心饋入式陶瓷天線，這兩種形式的天線是以饋入點(diǎn)位置作區(qū)別，所謂的偏心饋入式天線其饋入點(diǎn)位置在陶瓷天線正中心偏一角的對(duì)角線上（如圖1所示），而中心饋入式天線其饋入位置并非在其正中心，它是在正中心往上移一點(diǎn)的位置（如圖2所示）。

圖1

圖2

因GPS衛(wèi)星所需的是發(fā)射天線為右旋圓極化（RHCP）天線，為使待接收的GPS裝置能夠順利接收衛(wèi)星訊號(hào)，因此在設(shè)計(jì)接收天線時(shí)會(huì)使用相同的右旋極化結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)，如圖1.a、圖2.a皆為右旋極化結(jié)構(gòu)。左旋極化結(jié)構(gòu)如圖1.b、圖2.b所示。

圖3

此饋入方式其銀面為長(zhǎng)寬等長(zhǎng)的正方形，借由兩切角造成的互相垂直的兩模態(tài)（Da及Db）共振長(zhǎng)度的細(xì)微差異（Da≠Db）所形成的圓極化輻射波，若Da＜Db此為右旋圓極化天線（RHCP），反之若Da＞Db此為左旋圓極化天線（LHCP）。

由于GPS天線接收的是右旋極化波（RHCP），故必須保證Da＜Db，一般的切角僅出現(xiàn)在左下和右上兩個(gè)對(duì)等切角，陶瓷天線微調(diào)的方式為削邊、開(kāi)槽、調(diào)切角三種方式。

1、削邊微調(diào)方式

圖4

1.1削邊Cut-X

如圖4，切削Cut-X位置（削邊時(shí)需注意平整），在Smith Chart 上可看出其軌跡圖會(huì)以外圈為圓心，依順時(shí)針的方向旋轉(zhuǎn)偏向電容性阻抗，其中心頻率(fc)也會(huì)跟著變高。特別注意削邊時(shí)兩邊的Cut-X所切削的大小需盡量保持相同，否則會(huì)使得極化點(diǎn)兩瓣軌跡圖大小出現(xiàn)差異，視覺(jué)上會(huì)出現(xiàn)一大一小的情況。

圖5所示為切削Cut-X時(shí)，網(wǎng)絡(luò)分析儀圖形的走勢(shì)。

圖5

1.2削邊Cut-Y

如圖4，切削Cut-Y位置（削邊時(shí)需注意平整），在Smith Chart 上可看出其軌跡圖會(huì)以外圈為圓心，依逆時(shí)針的方向旋轉(zhuǎn)偏向電感性阻抗，另外切削靠近饋點(diǎn)的Cut-Y這一邊（圖4上半部分）會(huì)使得整個(gè)圖形變大，而切削遠(yuǎn)離饋點(diǎn)的Cut-Y這一邊（圖4下半部分）會(huì)使得整個(gè)圖形變小。注意調(diào)試此部分不會(huì)造成中心頻率（fc）的變化。

圖6所示為切削Cut-Y時(shí)，網(wǎng)絡(luò)分析儀圖形的走勢(shì)

圖6

2、開(kāi)槽微調(diào)

圖7

2.1開(kāi)槽Slot-X

切削Slot-X位置，在Smith Chart 上可看出其軌跡圖會(huì)以外圈為圓心，依逆時(shí)針的方向旋轉(zhuǎn)偏向電感性阻抗，且中心頻率（fc）也會(huì)隨著變低。

需要特別注意的是切削Slot-X位置，僅需切削一邊即可（切削上半部分就不切削下半部分），同時(shí)開(kāi)槽深度越靠近饋點(diǎn)位置，頻率下降的幅度越大。

圖8所示為切削Slot-X時(shí)，網(wǎng)絡(luò)分析儀圖形的走勢(shì)。

圖8

2.2開(kāi)槽Slot-Y

切削Slot-Y位置，在Smith Chart 上可看出其軌跡圖會(huì)以外圈為圓心，依順時(shí)針的方向旋轉(zhuǎn)偏向電容性阻抗。需要特別注意的是切削Slot-Y位置，原則上左右兩邊都開(kāi)槽會(huì)對(duì)天線軸比影響較小，另外開(kāi)槽深度越靠近饋點(diǎn)位置，圖形運(yùn)動(dòng)的幅度越大。

圖8所示為切削Slot-Y時(shí)，網(wǎng)絡(luò)分析儀圖形的走勢(shì)。

圖9

3、切角微調(diào)

圖10

3.1調(diào)試切角-A

如圖10，將A位置切角（切角時(shí)盡量保持切角的形狀為等腰三角形），因Da電流路徑變短了，相較于微調(diào)前的高頻模態(tài)（fH）會(huì)往高頻偏移，在低頻模態(tài)（fL）不變的情況下兩模態(tài)越來(lái)越分離。在Smith Chart上可以看出原本中心頻率的極化點(diǎn)的尖點(diǎn)會(huì)慢慢變大，最后形成小圈，并且切角的同時(shí)中心頻率（fc）也會(huì)跟著變高。

圖11所示為調(diào)試切角-A時(shí)，網(wǎng)絡(luò)分析儀圖形的走勢(shì)。

圖11

3.2調(diào)試切角-B

如圖10，將B位置切角（切角時(shí)盡量保持切角的形狀為等腰三角形），因Db電流路徑變短了，相較于微調(diào)前的低頻模態(tài)（fL）會(huì)往高頻偏移，在高頻模態(tài)（fH）不變的情況下兩模態(tài)越來(lái)越靠近。在Smith Chart上可以看出原本中心頻率的極化點(diǎn)的小圈會(huì)慢慢變小，最后形成尖點(diǎn)甚至消失，并且切角的同時(shí)中心頻率（fc）也會(huì)跟著變高。

圖11所示為調(diào)試切角-B時(shí)，網(wǎng)絡(luò)分析儀圖形的走勢(shì)。

圖12

需要注意的事項(xiàng)

a、微調(diào)時(shí)要注意，若發(fā)現(xiàn)所切割位置理論上的特性變化與網(wǎng)絡(luò)分析儀所呈現(xiàn)出來(lái)的特性相反，極有可能發(fā)生極化顛倒的情況。 

b、在把頻率調(diào)高時(shí)，先削切角-A位置，在削切角-B位置，如此反復(fù)微調(diào)到想要的頻率點(diǎn)。

c、在欲降低頻率時(shí)，先開(kāi)槽Slot-Y位置，在開(kāi)槽Slot-X位置，如此反復(fù)微調(diào)到想要的頻率點(diǎn)。

d、在使用電動(dòng)刻刀雕刻天線時(shí)，需要注意雕刻干凈，切刻過(guò)的地方盡量不要有殘存銀層，切保證直線，最后需要用酒精清潔表面 。

圖13

此饋入方式是由兩互相垂直的模態(tài)（Lx與Ly）其共振長(zhǎng)度的些微差異（Lx≠Ly）所形成的圓極化輻射波，若Lx＞Ly，此為右旋圓極化；反之則為左旋圓極化，因GPS天線設(shè)計(jì)需為RHCP，所以Lx＞Ly，另外需要特別注意的是圓極化中心頻率為Smith Chart兩模態(tài)所相交的尖點(diǎn)

微調(diào)的方式分別為削邊、挖槽及截角三種方式

1、削邊微調(diào)

圖14

① 將Cut-X位置削短（注意削邊時(shí)需要平整），因Lx較原來(lái)長(zhǎng)度縮短，因此在Smith Chart上可看出原本中心頻率的小圈越來(lái)越小，漸漸變成尖點(diǎn)甚至尖點(diǎn)不見(jiàn)，同時(shí)削邊過(guò)程中中心頻率（fc）也會(huì)跟真變高。

② 將Cut-Y位置削短（注意削邊時(shí)需要平整），因Ly較原來(lái)長(zhǎng)度縮短，因此在Smith Chart上可看出原本中心頻率的尖點(diǎn)越來(lái)越大，漸漸變成小圈，同時(shí)削邊過(guò)程中中心頻率（fc）也會(huì)跟真變高。

2、挖槽微調(diào)

圖15

① 挖槽Slot-X

切削slot-x位置使其形成一條槽，電流走向路徑由原來(lái)的紅色虛線變成綠色虛線走向，因此Lx的電流路徑邊長(zhǎng)了，從Smith Chart上看原本中心頻率的尖點(diǎn)越來(lái)越大，漸漸變成小圈乃至大圈，同時(shí)挖槽的同時(shí)中心頻率（fc）也跟著變低。

② 挖槽Slot-Y 

切削slot-x位置使其形成一條槽，電流走向路徑由原來(lái)的紅色虛線變成綠色虛線走向，因此Ly的電流路徑邊長(zhǎng)了，從Smith Chart上看原本中心頻率的尖點(diǎn)越來(lái)越小，逐步消失，同時(shí)挖槽的同時(shí)中心頻率（fc）也跟著變低。

3、截角微調(diào)

① 截角-A

將A位置截角（截角時(shí)盡量保持形狀為等腰三角形），在Smith Chart上可看其軌跡會(huì)以外圈中心為圓心，依照順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)截角會(huì)使得中心頻率（fc）稍稍變高，特別注意在截角時(shí)同一組截角的大小盡量保持一致。

② 截角-B

將B位置截角（截角時(shí)盡量保持形狀為等腰三角形），在Smith Chart上可看其軌跡會(huì)以外圈中心為圓心，依照逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)截角會(huì)使得中心頻率（fc）稍稍變高，特別注意在截角時(shí)同一組截角的大小盡量保持一致。

需要注意的事項(xiàng)

a、微調(diào)時(shí)要注意，若發(fā)現(xiàn)所切割位置理論上的特性變化與網(wǎng)絡(luò)分析儀所呈現(xiàn)出來(lái)的特性相反，極有可能發(fā)生極化顛倒的情況。 

b、在把頻率調(diào)高時(shí)，先削切角-A位置，在削切角-B位置，如此反復(fù)微調(diào)到想要的頻率點(diǎn)。

c、在欲降低頻率時(shí)，先開(kāi)槽Slot-Y位置，在開(kāi)槽Slot-X位置，如此反復(fù)微調(diào)到想要的頻率點(diǎn)。

d、在使用電動(dòng)刻刀雕刻天線時(shí)，需要注意雕刻干凈，切刻過(guò)的地方盡量不要有殘存銀層，切保證直線，最后需要用酒精清潔表面。

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