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TechnicalFeature  技术特写


                                                                            加系统尺寸,采用大量昂贵的组件。
           Parallel Plate Mode  Severe Leakage                                  与众不同的是,Gapwaves专注于实
                                                                            现天线增益的最大化,最大限度地减少
                                                                            馈电和滤波损耗,增加系统覆盖范围和
                                                                            性能,并提高器件输出功率。最重要的
                                                                            是,低损耗子阵列用于提高增益,但需
                                                                            要折衷考虑降低垂直覆盖范围、抑制波
                                                                            束变窄和栅瓣的出现。在实际场景中,
                                                                            用户的俯仰角非常有限,特别是对于具
         Two Metal Piece  Imperfect Contact  图3:28GHz天线阵样机。
           Waveguide                                                        有低建筑物的郊区FWA。如图1所示,8
         (a)                                                                个单元的垂直子阵列俯仰角波束宽度约
                                          配置垂直布线PCB来降低损耗,但这种                为12度,只要俯仰面方向图上没有较深
          No Leakage                      方案的代价是低增益。因此,实现高                  的凹陷,即使是没有下倾或仰角扫描,
                                          EIRP和下行链路覆盖是具有挑战性的。               其在500 m ISD(333 m蜂窝半径)的所
                                          为了部分补偿增益,要使用大量有源链                 有距离都能提供足够的信号电平。
                                          路,增加了系统成本和功耗。然而,与
                                          提升增益相反,基站功率的提升对上行                 重新审视波导
                                          链路没有帮助,而上行链路是最难的。                     微波应用中的主要传输技术是金属
          Flat Metal                      在多层PCB非常有限的空间内进行高密                波导和PCB板。虽然前者具有无与伦比
           Surface   Structued Metal      度集成和采用高功耗元器件会增加系统                 的性能,但其体积、成本和复杂性限制
                     Surface (AMC) - Pins                                   了应用于卫星和军事等高端市场。PCB
         (b)                              复杂度,导致散热困难。在毫米波频
                                          段,另一个重要挑战是集成滤波器及其                 提供平面、坚固、经济的解决方案,性
       图2:场分布对比:(a)传统波导非理                 对性能的影响。所有这些限制最终导致                 能令人满意,因此长期以来一直是商业
       想接触带来的泄漏和寄生模式;(b)                  性能较差、覆盖范围缩小、功耗较高且                 解决方案的标准。
       Gapwaves波导场分布。
                                          成本增加。一些供应商的解决方案是增                     但是,这两种技术在毫米波频率
                                                                  0
                     Slot Layer                                                  Insertion Loss
         Feeding & Filter Layer                                  –5

                                                   Signal       –10
                                                               Response (dB)  –15      |S 11 |, |S 22 |





                                              Cooling Layer     –20
                                                                –25
                                            PCB Board
           Heat                       Shielding Layer           –30 25.0 25.5  26.0 26.5  27.0  27.5  28.0  28.5  29.0 29.5
                                                                                 Frequency (GHz)
       图4:Gapwaves的波导天线阵分解视图。                                图5:4层FR4板背靠背传输测量结果。

             0                                                 0.1                       Reference
                                                                0
            –10                                               –0.1
                                                              –0.2
            –20
           Response (dB)  –30                                Insertion Loss (dB)  –0.4
                                                              –0.3
                                                              –0.5
                                                              –0.6
            –40

                                                              –0.8
            –50                                               –0.7
                                                              –0.9
            –60                                               –1.0
              26   28    30    32   34    36   38    40         27.0 27.2  27.4 27.6  27.8 28.0  28.2 28.4  28.6 28.8  29.0
                             Frequency (GHz)                                   Frequency (GHz)
          (a)                                                (b)
       图6:Gapwaves的28GHz波导带通滤波器测得的性能。(a)宽带性能(b)通带插入损耗。

       30 www.mwjournalchina.com                                      Microwave Journal China  微波杂志  May/Jun 2019
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