24–44 GHz · 5G NR FR2 · ANTENNA / PCB / RF TEST

毫米波天線與 PCB 開發
從架構設計到量測驗收

羊光南工作室專注於毫米波天線設計與射頻 PCB 開發。從天線架構模擬、Layout 與 Gerber 輸出,到打樣、元件採購與實機量測,整段流程由同一位工程師負責,讓你的設計少走冤枉路。

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雙頻雙極化毫米波天線以同軸線連接網路分析儀進行反射係數量測
28 / 38 GHz 雙頻 雙極化 S 參數實測中
28 & 38 GHz
雙頻雙極化天線子陣列設計
19.6 dBi
4×4 陣列於 28 GHz 峰值增益(模擬)
±45°
4×4 陣列波束掃描範圍
88.8 %
單元天線 28 GHz 實測輻射效率
SERVICES · 一條龍開發流程

四個階段,一個窗口

可以整包委託,也能只接其中一段。每個階段結束都會交付清楚的文件與數據,方便你的團隊接手或存檔。

01

Antenna 架構設計

依頻段、增益、極化與尺寸限制,規劃單元天線與陣列架構,透過電磁模擬做參數分析與最佳化。

  • 單頻/雙頻、單極化/雙極化天線
  • 陣列與子陣列規劃、波束掃描評估
  • 板材選擇建議(例如 Rogers RO4003C)
  • 反射係數、場型、增益、效率模擬報告
02

PCB Layout、Gerber 檔案輸出

把模擬結果落實成可量產的電路板:疊構規劃、射頻走線與饋入設計,並輸出完整製造檔。

  • 疊構、阻抗控制與射頻走線規劃
  • 天線饋入與接頭轉接設計
  • Gerber、鑽孔檔與 BOM 輸出
  • 出圖前 DFM 檢查,降低打樣返工
03

樣品打樣及元件採購

協助對接 PCB 製造商與元件通路,處理射頻板材、接頭與同軸線等關鍵料件,讓樣品如期到手。

  • PCB 打樣廠商溝通與製程確認
  • 射頻接頭(如 2.92 mm)與同軸線選型
  • BOM 料件比價與採購
  • 樣品組裝與焊接
04

訊號量測、功能驗收與除錯

實機量測並與模擬對照,找出差異來源、提出修正方向,直到符合規格為止。

  • 網路分析儀量測反射係數與隔離度
  • 暗室輻射場型、增益與效率量測
  • 模擬與實測比對、問題定位與除錯
  • 驗收報告與測試數據交付
CASE STUDY · 設計實績

雙頻雙極化毫米波單元天線

同軸電纜饋入的雙面非對稱式領結天線(Coaxial-Fed Double-Side Unbalanced Bow-Tie Antenna),同時涵蓋 28 GHz 與 38 GHz,並以水平、垂直兩組極化提升訊號可靠度。從模擬、製板到暗室量測完整走過一輪。

天線 3D 結構:天線 PCB、反射平面 PCB 與射頻同軸線
結構設計 天線 PCB 採 Rogers RO4003C(εr 3.55、tanδ 0.0027),下方搭配 FR4 反射平面。
水平與垂直極化天線的幾何參數圖
參數分析 針對各段長寬做掃描,調整電流路徑以拉出雙頻共振與頻寬。
水平與垂直極化天線反射係數模擬曲線,25 至 45 GHz
反射係數 水平、垂直極化在 28 / 38 GHz 附近皆形成匹配。
28 GHz 水平極化天線 E 平面與 H 平面輻射場型,模擬與實測對照
場型實測 28 GHz 水平極化 E/H 平面,模擬(實線)與實測(虛線)高度吻合。
天線 PCB 正面實體照片 天線背面 2.92 mm 射頻接頭 天線背面與同軸電纜連接
單元天線模擬 vs. 實測
項目 頻率 模擬 實測
水平極化 增益28 GHz7.4 dBi7.8 dBi
水平極化 輻射效率28 GHz86.5 %88.8 %
垂直極化 增益28 GHz7.6 dBi7.1 dBi
垂直極化 輻射效率28 GHz87.1 %82.0 %
TEST ENVIRONMENT · 量測環境

在暗室裡把數字量出來

毫米波天線的好壞,最後要靠量測說話。過去的專案在緊縮場天線量測系統(CATR, Compact Antenna Test Range)完成場型、增益與效率量測,並以雷射對位確保待測物擺放精準。

毫米波暗室內的天線量測轉台
CATR 暗室與轉台
以雷射標線對位待測天線
雷射對位待測天線
天線架設於暗室定位器上
待測物架設於定位器
PUBLICATION · 研究發表

Dual-Band Dual-Polarized Scalable Antenna Subarray for Compact Millimeter-Wave 5G Base Stations

H.-N. Hu, F.-P. Lai, Y.-S. Chen · IEEE Access, vol. 8, 2020

針對 5G 毫米波基地台提出可擴充的 28 / 38 GHz 雙頻雙極化 2×2 子陣列,在 34 × 36 mm² 的小面積內兼顧高增益與雙極化,並可依基地台尺寸自由擴充成更大的陣列。

閱讀論文 DOI: 10.1109/ACCESS.2020.3009431
論文重點數據
低頻段頻寬27.2–30.2 GHz
高頻段頻寬35.7–40.3 GHz
2×2 子陣列峰值增益13.1 / 13.2 dBi
4×4 陣列峰值增益19.6 / 17.8 dBi
波束掃描(2×2 / 4×4)±18° / ±45°
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來信時附上目標頻段、尺寸限制、預計數量與時程,我會盡快回覆初步評估與報價方向。

nat.sn.hu@gmail.com

Nat Hu | 羊光南通信/電子開發工作室