Микроволновый спектр от 1 ГГц до 100 ГГц стал основой современных беспроводных коммуникаций, радиолокационных систем и спутниковых технологий. Высокочастотные печатные платы, работающие в этих диапазонах, обеспечивают функционирование всего — от смартфонов 5G до радаров автономных транспортных средств и глобального спутникового интернета. Эти применения требуют исключительной производительности высокочастотных печатных плат с точным контролем импеданса, минимальными потерями и надежной работой в экстремальных условиях окружающей среды.

Наша экспертиза охватывает весь спектр микроволновых применений — от сотовой инфраструктуры ниже 6 ГГц до автомобильных радаров W-диапазона на 77 ГГц, предоставляя оптимизированные решения, которые балансируют производительность, технологичность и стоимость для каждого уникального применения.

Получить предложение по микроволновым печатным платам

Применения в инфраструктуре 5G и телекоммуникациях

Глобальное развертывание сетей 5G представляет собой крупнейшее внедрение технологии микроволновых печатных плат в истории. От базовых станций с массовым MIMO до развертывания малых сот, инфраструктура 5G требует беспрецедентной производительности в нескольких частотных диапазонах.

1. Требования к базовым станциям 5G Sub-6 GHz

5G Sub-6 GHz работает в диапазонах 3,3-4,2 ГГц и 4,4-5,0 ГГц, требуя печатных плат, которые сочетают производительность с коммерческой жизнеспособностью. Конструкции базовых станций включают 32-64 антенных элемента для формирования луча, что требует точного соответствия фазы и амплитуды по всем каналам. Наши решения многослойных печатных плат используют гибридные структуры, сочетающие Rogers RO4350B для RF-слоев со стандартным FR4 для цифровой обработки, оптимизируя стоимость при сохранении вносимых потерь ниже 0,5 дБ на дюйм.

Платы усилителей мощности для базовых станций рассеивают 100-200 Вт, требуя сложного управления теплом. Мы применяем толстые медные слои (3-4 унции), массивы тепловых переходных отверстий и встроенные монетные технологии для поддержания температуры перехода ниже 85°C. Передовые материалы, такие как Rogers TC350, обеспечивают теплопроводность выше 3,5 Вт/м·К при сохранении стабильных RF-свойств.

2. Проблемы развертывания mmWave 5G

Миллиметровый диапазон 5G на 28 ГГц и 39 ГГц представляет уникальные задачи для печатных плат. На этих частотах стандартный FR4 демонстрирует неприемлемые потери свыше 2 дБ/дюйм. Мы используем сверхнизкопотерные материалы, включая Rogers RO3003 (Df=0,0013) и Taconic RF-35 для применений в мм-диапазоне. Шероховатость поверхности становится критичной — стандартная электроосажденная медь добавляет 0,5-1,0 дБ/дюйм на 28 ГГц. Наши конструкции предусматривают использование прокатанной меди или меди с очень низким профилем (VLP) с Rz <0,5 мкм.

Антенные решения в корпусе (AiP)

Решения "антенна в корпусе" (AiP) интегрируют патч-антенные решетки непосредственно на подложку печатной платы. Поддержание допуска диэлектрической проницаемости ±2% обеспечивает стабильные размеры антенн и диаграммы направленности. Мы достигаем согласования амплитуды ±0,5 дБ и фазы ±5° в 256-элементных решетках благодаря точному контролю процесса и 100% тестированию.

3. Решения для малых сот и помещений

Развертывание малых сот требует компактных, экономически оптимизированных решений, работающих в нескольких диапазонах. Наши решения интегрируют радиочастотные модули 4G/5G, GPS и WiFi на площади менее 200 мм², используя технологию HDI PCB с микропереходами и скрытыми переходами для максимальной плотности. Слепые переходные структуры устраняют паразитные отрезки на высокочастотных переходах, поддерживая возвратные потери лучше -20 дБ до 6 ГГц.

Автомобильные радиолокационные системы для ADAS и автономного вождения

Автомобильные радары на 24 ГГц и 77 ГГц обеспечивают работу систем помощи водителю (ADAS), критически важных для безопасности транспортных средств и автономного управления. Эти системы должны надежно работать при температурах от -40°C до +150°C, выдерживая вибрацию, влажность и электромагнитные помехи.

Особенности проектирования 77 ГГц радаров

Диапазон 77 ГГц обеспечивает превосходное разрешение для автомобильных радаров, но требует исключительных характеристик печатных плат. На этих частотах длина волны в типичных подложках составляет всего 2-3 мм, что делает каждую геометрическую особенность критически важной. Наши разработки обеспечивают:

• Согласование фазы: <5° между приемными каналами для точного определения угла
• Баланс амплитуды: <0,5 дБ для стабильной чувствительности обнаружения
• Изоляцию: >40 дБ между передатчиком и приемником, предотвращая самовоздействие
• Температурную стабильность: TCDk <50 ppm/°C для сохранения калибровки

Выбор материала сосредоточен на Rogers RO3003G2, специально разработанном для автомобильных радаров. Керамико-наполненный PTFE композит обеспечивает Dk=3,00±0,04 и Df=0,0013 с исключительной температурной стабильностью. Температура стеклования выше 280°C гарантирует надежность при бессвинцовой сборке.

MIMO решетки и формирование луча

Современные автомобильные радары используют конфигурации MIMO с виртуальными апертурами более 100 каналов. Конструкции печатных плат интегрируют:

• Серийные патч-решетки для формирования передающего луча
• Корпоративные сети питания, обеспечивающие равную фазу всем элементам
• Делители Уилкинсона, обеспечивающие изоляцию между каналами
• Волноводы, интегрированные в подложку (SIW), для распределения с малыми потерями

Допуски производства становятся критическими — ошибки позиционирования ±25 мкм вызывают фазовые сдвиги 10° на 77 ГГц. Наш контроль процесса поддерживает точность позиционирования в пределах ±12 мкм с использованием лазерной прямой литографии и автоматического оптического контроля.

Экологическая надежность для автомобилей

Автомобильные приложения требуют 15-летней надежности в жестких условиях. Наши испытания включают:

• Термоциклирование: -40°C до +150°C, 1000 циклов
• Термоудар: 30-секундные переходы
• Влажность: 85°C/85% относительной влажности в течение 1000 часов
• Вибрация: Случайный профиль до 50G
• Солевой туман: 96 часов воздействия

Конформное покрытие и подложка защищают от влаги, сохраняя при этом характеристики РЧ. Селективное покрытие оставляет антенные зоны чистыми, сохраняя диаграммы направленности.

Системы спутниковой связи

Спутниковая связь охватывает диапазоны от L-диапазона (1-2 ГГц) для мобильных услуг до Ka-диапазона (26-40 ГГц) для широкополосного интернета. Каждый диапазон представляет уникальные задачи для проектирования и производства печатных плат.

Требования к низкоорбитальным (LEO) спутниковым группировкам

Группировки LEO, такие как Starlink и OneWeb, требуют массового производства пользовательских терминалов с фазированными антенными решетками. Ключевые требования включают:

• Круговая поляризация с осевым отношением <3 дБ
• Углы сканирования ±60° от нормали
• Отношение G/T >10 дБ/К для замыкания связи
• Целевая стоимость <$500 за терминал

Наши решения используют многослойные органические подложки со встроенными фазовращателями и малошумящими усилителями. Последовательное ламинирование позволяет создавать 16-слойные конструкции со скрытыми и глухими переходами, оптимизируя плотность трассировки. Общая толщина остается ниже 2,4 мм из-за ограничений по весу.

Наземные станции высокопроизводительных спутников (HTS)

Наземные станции HTS, работающие в Ka-диапазоне и выше, требуют исключительной фазовой стабильности и низких потерь. Проблемы печатных плат включают:

• Вносимые потери <0,2 дБ на дюйм при 30 ГГц
• Фазовая стабильность <2° при изменении температуры
• Мощность >100 Вт для усилителей восходящей линии связи
• Устойчивость к мультипакции в вакууме

Мы используем материалы, сертифицированные для космоса, включая Rogers RT/duroid 6002 с подтвержденной надежностью. Герметичное заполнение переходов предотвращает газовыделение, сохраняя теплопроводность. Золотое покрытие обеспечивает коррозионную стойкость и надежное проволочное соединение для сборки методом чип-энд-вайр.

Микроволновые системы для обороны и аэрокосмической отрасли

Военные применения доводят технологии микроволновых печатных плат до предела, требуя работы от HF до W-диапазона, часто в экстремальных условиях.

Системы радиоэлектронной борьбы и радиолокации

Системы радиоэлектронной борьбы требуют мгновенной полосы пропускания более 20 ГГц с постоянной производительностью. Наши решения решают:

Проблемы сверхширокополосных систем:

• Управление дисперсией с вариацией групповой задержки <100 пс
• Подавление мод для предотвращения распространения высших порядков
• Широкополосное согласование импеданса от 2-18 ГГц
• Изоляция >60 дБ между каналами

Выбор материалов балансирует электрические и механические требования. Rogers CLTE-XT обеспечивает согласованный КТР с медью, предотвращая отказы, вызванные напряжением при термоциклировании. Армированная стеклотканью PTFE сохраняет механическую стабильность для плат большого формата, превышающих 600 мм.

Реализация фазированных антенных решеток для радиолокации

Современные фазированные решетки интегрируют тысячи передающих/приемных модулей, требующих точных корпоративных сетей питания. Ключевые элементы проектирования:

• Равные длины путей до ±1 мм для 1024 элементов
• Комбинирующие сети Уилкинсона со встроенными резисторами
• Распределение постоянного тока через РЧ-тракты
• Терморегулирование для рассеивания >10 кВт

Технология жестко-гибких печатных плат (Rigid-flex PCB) позволяет создавать конформные антенные решетки, соответствующие поверхностям летательных аппаратов, сохраняя при этом фазовую когерентность.

Перспективные применения микроволновых технологий

Исследования и разработки 6G

Исследования 6G охватывают частоты от 100 до 300 ГГц для терабитных беспроводных соединений. Основные проблемы проектирования печатных плат на этих частотах включают:

• Длины волн, приближающиеся к 1 мм внутри подложки
• Доминирующее влияние шероховатости поверхности на потери
• Требования к допускам ±5 мкм для резонансных структур
• Новые типы линий передачи (волноводы, интегрированные в подложку)

Мы разрабатываем решения на основе жидкокристаллического полимера (LCP) и ультрагладкой меди для субтерагерцовых применений.

Беспроводная передача энергии

Микроволновая беспроводная передача энергии для IoT и удаленных датчиков работает в ISM-диапазонах 2,45, 5,8 и 24 ГГц. Требования к печатным платам включают:

• Высокодобротные резонаторы для эффективности ректенн
• Подавление гармоник для предотвращения повторного излучения
• Терморегулирование выпрямительных диодов
• Интеграция с системами накопления энергии

Наши разработки обеспечивают КПД преобразования РЧ-в-постоянный ток до 70% благодаря оптимизированным согласующим цепям и топологиям выпрямителей класса F.

Ключевые аспекты проектирования высокочастотных печатных плат для микроволновых применений

Проектирование высокочастотных печатных плат для микроволновых применений требует тщательного выбора материалов, обеспечения целостности сигнала и эффективного терморегулирования. Микроволновые печатные платы работают на частотах от 1 ГГц до 100 ГГц, что означает, что стандартные материалы и подходы к проектированию не всегда подходят.

Выбор материалов для микроволновых печатных плат

Правильный выбор материала критически важен для обеспечения надежной работы микроволновых печатных плат в широком частотном диапазоне. Ключевые параметры включают диэлектрическую проницаемость (Dk), тангенс угла потерь (Df) и стабильность материала при температурных колебаниях.

• До 6 ГГц: Материалы RO4350B и FR408HR обеспечивают оптимальное соотношение цены и производительности для низкочастотных применений.
• 6-20 ГГц: RO4003C и RO3003 идеальны для более высоких частот, обеспечивая низкие потери и стабильные диэлектрические свойства.
• 20-40 ГГц: RO3003 и RT5880 с ультрагладкой медной поверхностью минимизируют потери сигнала на этих частотах.
• Свыше 40 ГГц: Для миллиметрового диапазона материалы RT5880LZ и LCP (жидкокристаллический полимер) обеспечивают минимальные потери и высокую точность.

Оптимизация линий передачи в микроволновых печатных платах

Микроволновые сигналы требуют строгого контроля импеданса и эффективных путей передачи для сохранения целостности сигнала. Основные методы оптимизации:

• Микрополосковая линия: Ширина дорожки оптимизируется для поддержания импеданса 50 Ом, а расстояние до земли должно превышать тройную ширину дорожки для минимизации отражений.
• Полосковая линия: Сбалансированная конструкция между земляными слоями обеспечивает стабильность передачи с минимальными помехами.
• Копланарный волновод: Эта конструкция идеальна для высокочастотных сигналов, с контролируемыми размерами зазоров и соединением заземляющих плоскостей для предотвращения нежелательных мод.

Заземление и экранирование для СВЧ печатных плат

Эффективное заземление и экранирование необходимы для предотвращения электромагнитных помех (ЭМП) и обеспечения стабильной работы в СВЧ-приложениях.

• Звездообразное заземление: Для смешанных сигнальных систем метод звездообразного заземления минимизирует связь шумов, обеспечивая чистый обратный путь для сигналов.
• Непрерывные заземляющие плоскости: Непрерывная заземляющая плоскость под РЧ-секцией помогает сохранить целостность сигнала, обеспечивая постоянный обратный путь.
• Экранирование: Мы рекомендуем экранирование отсеков между различными функциональными блоками для изоляции чувствительных компонентов и предотвращения перекрестных помех.

Начните свой СВЧ-проект

Почему стоит выбрать нас для производства и сборки СВЧ печатных плат

Когда дело доходит до производства и сборки СВЧ печатных плат, HILPCB выделяется как ваш надежный партнер, предлагая экспертизу и решения, разработанные для удовлетворения строгих требований высокочастотных приложений. Независимо от того, разрабатываете ли вы инфраструктуру 5G, автомобильные радары или системы спутниковой связи, мы гарантируем, что ваши конструкции будут оптимально работать в самых сложных СВЧ-приложениях.

Проверенная экспертиза в проектировании и сборке СВЧ печатных плат

Наши решения для СВЧ печатных плат адаптированы для удовлетворения специфических потребностей отраслей, требующих превосходной производительности в высокочастотных диапазонах. От диапазона ниже 6 ГГц до миллиметровых волн (до 100 ГГц) наш опыт охватывает широкий спектр СВЧ-приложений высокочастотных печатных плат, которые имеют решающее значение для технологий следующего поколения, таких как 5G, автономное вождение и спутниковая связь.

Комплексные решения для требовательных СВЧ-приложений

Мы предоставляем услуги сборки печатных плат "под ключ", которые интегрируют упаковку с производством печатных плат, обеспечивая бесшовное выполнение от проектирования до производства. Этот интегрированный подход гарантирует согласование импеданса, оптимальное управление теплом и надежную целостность сигнала на протяжении всей сигнальной цепи, решая проблемы, с которыми сталкиваются в СВЧ-приложениях высокочастотных печатных плат. Наша команда работает с вами, чтобы предоставить эффективные и экономичные решения без компромиссов в качестве.

Высокие стандарты качества и передовое тестирование

Наш процесс поддерживается ведущими в отрасли сертификатами качества, включая ISO 9001, IPC-A-610 и J-STD-001, гарантируя, что каждая печатная плата соответствует самым высоким стандартам надежности. Мы проводим тщательное тестирование для каждой платы, включая измерения S-параметров, рефлектометрию во временной области (TDR) и экологическое стресс-тестирование, чтобы гарантировать производительность в сложных условиях.

Почему HILPCB — лучший выбор

• Индивидуальные решения для микроволновых печатных плат: Мы специализируемся на высокочастотных разработках, начиная от диапазона ниже 6 ГГц для инфраструктуры 5G и заканчивая миллиметровыми волнами для передовых применений, таких как автомобильные радары и спутниковая связь.
• Профессиональное проектирование и сборка: Используя технологию HDI PCB, многослойные конструкции и высокоточную технологию переходных отверстий, мы гарантируем, что ваши печатные платы соответствуют строгим требованиям к производительности и надежности.
• Полная кастомизация: От выбора материалов до оптимизации слоев мы предлагаем полностью индивидуальные решения, адаптированные под ваши конкретные потребности в микроволновых приложениях.

Выбор HILPCB означает сотрудничество с командой экспертов, которые стремятся обеспечить соответствие ваших микроволновых печатных плат самым высоким стандартам, предлагая надежные и высокопроизводительные решения для критически важных приложений.

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше о наших услугах по производству и сборке микроволновых печатных плат, а также о том, как мы можем поддержать ваши высокочастотные приложения.