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TechnicalFeature 技术特写

微带线面临每米十几dB的衰减。PCB设 关键因素使波导能够为消费者市场实现
计人员必须使用优质基板并尽量减少走 高性能和高效益的制造。Gapwaves AB
线长度。然而，随着频率的增加，损耗 成立于2011年，专注于Gapwaves波导解
变得不可避免。随着频率的增加，波导 决方案的开发和商业化。
会受到加工公差的影响越来越大。在两
个矩形波导部件之间微米量级的连接间 Gapwaves波导5G天线
隙会发生灾难性泄漏（参见图2a）。分 尽管本文重点是天线和RF性能，为
块式优化设计和高质量连接工艺可提高 了展示Gapwaves波导的优势，我们开发
性能，但不适合大规模制造。 了一个包括关键无源和有源器件的演示
由 Gapwaves提供的解决方案基于 样机（见图3）。样机考虑了一般需求，
Per-Simon Kildal教授及其研究小组在查 因此，该设计不适用于特定应用。
尔姆斯理工大学开发的一种高稳健性且 系统中心频率为28 GHz，与美国的
4
低损耗的技术 。通过采用引脚床结构 5G试验频段一致，目标带宽大于13%，
实现人工磁导体表面，可以在不需要层 以适应当前的5G频段。每个子阵列馈源
图7：单极化Gapwaves 天线是一个8×8 之间的电接触的情况下实现可靠的波导 中集成了1.2 GHz滤波器，以支持模拟、
缝隙阵列，由4缝隙子阵按2行8列排布。
类传输线和器件。如图2b所示，等效的 数字和混合波束成形以及典型的瞬时带
下都面临着严峻的挑战。PCB的损耗很 Gapwaves波导在间隙存在的情况下表现 宽。方位角提供全扫描，俯仰角扫描范
大：在30 GHz时，与波导每米零点几dB 完美，电磁场被束缚在数行引脚内，有 围较小。系统上采用垂直方向上4单元
的衰减相比，具有高频基板的传统PCB 相当低的损耗。不需要连接工艺。这一 的子阵，单元间距为λ/2，约5.5 mm，分

30 30
28 29 30 31 (GHz) 27 28 29 30 31 (GHz)
25 25

20 20
15 15
Gain (dBi) 10 Gain (dBi) 10

5 5

0 0

–5 –5
–10 –10
–90 –80 –60 –40 –20 0 20 40 60 80 90 –90 –80 –60 –40 –20 0 20 40 60 80 90
Theta (°) Angle (°)
(a) (b)

30 30
28 29 30 31 (GHz) 27 28 29 30 31 (GHz)
25 25

20 20
15 15
Gain (dBi) 10 Gain (dBi) 10

5 5

0 0

–5 –5
–10 –10
–90 –80 –60 –40 –20 0 20 40 60 80 90 –90 –80 –60 –40 –20 0 20 40 60 80 90
Theta (°) Angle (°)
(c) (d)

图8：天线阵方向图：（a）方位角仿真结果（b）方位角测量结果；（c）俯仰角仿真结果；（d）俯仰角测量结果。

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