28GHz馈电边贴片阵列天线结构设计

　　所以需要通过阵列化的贴片布局来实现定向增益，弥补传输过程中的路径损耗。这款天线采用上下对称的双贴片阵列布局，两个矩形辐射贴片通过弯折的微带馈线连接，馈线末端延伸至介质基板的侧边位置，这种侧馈结构的设计思路，核心是解决传统贴片天线馈电点占用基板中部布线空间的问题，在终端设备的主板堆叠时，侧边馈电的结构可以直接和主板边缘的射频馈点对接，不需要在主板中部预留专门的馈电避让区域，能把主板中部的空间留给主控芯片、电源模块这类发热量更大、需要更大散热面积的元器件。从结构尺寸边界来看，这款天线的介质基板采用常规的高频PCB板材，整体厚度控制在0.8mm以内，辐射贴片的尺寸完全按照28GHz频段的半波长谐振要求计算，两个贴片的间距经过匹配优化，在当前毫米波5G通讯设备的结构开发流程里，天线单元的布局合理性直接决定了整机射频性能的达标率，这款28GHz馈电边贴片阵列天线，就是针对小尺寸终端设备的内置安装需求做的定向结构设计，区别于传统中置馈电的贴片天线形式，这款天线把馈电点设置在基板侧边，能大幅压缩天线单元在终端主板上的占用空间，适配当前轻薄化5G终端的内部堆叠要求。从实际应用场景来看，这类28GHz频段的毫米波天线，主要面向室内5G小基站、工业级5G通讯模组、高带宽手持通讯终端这类对信号指向性有明确要求的设备，和Sub-6G频段的天线相比，28GHz毫米波的信号传输带宽更大，能支撑单路10Gbps以上的无线传输速率，但对应的信号绕射能力弱，

　　既保证阵列增益达到12dBi以上的定向辐射要求，又避免间距过大导致的天线整体尺寸超标，同时也防止间距过小带来的单元间耦合干扰问题。在安装适配性上，这款天线的基板边缘预留了0.5mm宽度的焊接定位边，安装时可以直接通过SMT工艺贴装在通讯主板的边缘位置，不需要额外的固定结构件，馈电点位置做了沉金处理，保证焊接后的射频接触可靠性，避免长期使用后接触电阻变大导致的信号损耗增加。从结构设计的细节来看，微带馈线采用了弯折走线的形式，不是常规的直线连接，这种弯折结构一方面是调整馈线的整体阻抗，把馈线端口的阻抗匹配到50欧姆的标准射频接口阻抗，减少信号在馈线传输过程中的反射损耗，另一方面，弯折的走线结构可以在有限的基板长度内，

　　拉长馈线的有效电长度，让两个辐射贴片的馈电相位保持一致，保证阵列天线的辐射方向图不会出现偏移，主瓣方向始终垂直于贴片平面，满足定向信号覆盖的要求。在实际的结构验证过程中，这种侧馈贴片阵列的结构，对安装公差的容忍度比中置馈电的结构更高，当SMT贴装的位置偏移在0.2mm以内时，天线的驻波比变化不会超过0.1，完全满足批量生产的工艺要求，不会因为生产过程中的微小公差导致整机组装后射频性能不达标。另外，这款天线的辐射贴片采用矩形切角的细节处理？不对，看图片里的贴片是完整矩形？哦不对，图片里的贴片是矩形，馈线是S型弯折，哦对，两个矩形贴片，中间的馈线是两次弯折的S型结构，从侧边的馈电块连接到上下两个贴片，这种结构的另一个优势是，

　　当需要组更大规模的天线阵列时，只需要沿着基板的侧边方向扩展单元数量就可以，每个单元的馈电点都在侧边，不需要在基板内部做复杂的馈电网络布线，能大幅降低大规模阵列天线的布线复杂度，减少馈电网络本身带来的信号损耗。在实际的设备集成场景里，这类天线可以直接贴装在设备外壳的内侧，不需要在外壳上预留专门的天线开窗，因为28GHz毫米波的信号可以通过常规的塑料外壳穿透，只要外壳的塑料层厚度不超过1mm，对信号的衰减就可以控制在可接受范围内，这种安装方式还能让天线的辐射面尽量靠近设备外侧，减少设备内部金属元器件对信号的遮挡，进一步提升实际使用时的信号收发效果。从结构可靠性的角度来看，整个天线没有活动部件，所有结构都在同一块PCB基板上成型，抗振动、抗冲击的性能完全满足工业级通讯设备的使用要求，在-40℃到85℃的工作温度范围内，PCB板材的形变率控制在0.1%以内，不会因为温度变化导致辐射贴片的尺寸、相对位置出现偏移，保证天线的谐振频率不会出现明显漂移，能在宽温度范围的工作环境下保持稳定的射频性能。