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5G模塊高頻信號射頻前端設計難點技術共享

第一是過孔，第二是阻抗不連續，第三是饋線和接口的頻率范圍

與4G 相比，5G 在許多方面挑戰射頻前端，首先是帶寬。眾所周知，由於 LTE 的特性，LTE 的帶寬最多只能lte m 2達到20MB，但在5G 時，帶寬可以達到100MB，在毫米波時甚至可以達到400MB，這意味著一個信道甚至需要支持400MB 的帶寬。

從射頻前端來看，這個難度對於5G模塊的設計來說是相當大的。頻率方面，5G頻段分為sub6G和毫米波，頻率范圍為FR1(450MHz-60000MHz)和FR2(24250MHz-52600MHz)。在450-3GMhz相對容易，但在3GHz-6GHz和24GHz-52GHz的設計上非常困難。在設計這些頻段的過程中，我們經常會遇到一個很麻煩的問題——那就是在3GHz-6GHz和24GHz-52GHz頻段會有很大的路損。根本原因有幾個，第一是過孔，第二是阻抗不連續，第三是饋線和接口的頻率范圍。

過孔

在高速,高密度的設計時，設計者我們總是沒有希望過孔越小越好，這樣板上可以自己留有發展更多的布線系統空間，此外，過孔越小，其自身的寄生電容也越小，更適合企業用於經濟高速控制電路。

過孔在傳輸線上表現為阻抗不連續，這將引起信號反射，並且過孔引起的問題更集中在寄生電容和電感的影響上。過孔寄生電容對電路的影響主要是延長信號的上升時間和降低電路速度,過孔寄生電容的危害往往大於寄生電容。其寄生串聯電感會削弱旁路電容的貢獻，降低整個電力系統的濾波效率。

阻抗的不連續性

雖然單個通孔也可能導致阻抗中的斷點，導致不連續，但更嚴重的阻抗不連續是由堆疊和匹配電路引起的。在設計過程中，如果通孔較小，參考疊層選擇會導致微帶線過薄，模塊中的微帶線通過匹配電路的焊盤變大，通過匹配電路變薄。在低頻信號設計過程中，這幾乎沒有影響，但在高頻信號中，它將直接導致阻抗的不連續性，並且頻率越高，路徑損耗越大。

因此，在設計過程中，需要保證孔徑、微帶線、匹配電路焊盤和參考地的連續性，避免過大過孔帶來的寄生電容和電感的影響。

饋線和接口的頻率范圍

往往由於模組設計好後在實際進行測試工作過程中也會遇到路損很大。另外的一個重要原因是饋線和接口電路端子的問題。市面上可以選擇的往往是我們普通饋線和接口控制端子，一般來說都是3Ghz以下的饋線和端子。所以在5G的設計發展過程中，需將饋線和接口輸出端子都換成6GHz以上，如果沒有涉及到毫米波，需適配毫米波通信頻段的饋線和接口連接端子。