基于封裝天線（AiP）的過孔分析

3過孔分析

包含四層介質，使用的是厚度為0.8mm的FR4，上面三層尺寸均為20mm×20mm×0.8mm，底層為系統板，尺寸為40mm×40mm×0.8mm。中間介質層由兩層介質構成，上層介質中空腔尺寸為10mm×10mm×0.8mm，下層中介質空腔尺寸為14mm×14mm×0.8mm，即形成的是一階梯型的腔體，在兩層中間臺階面處有連接RF模塊鍵合線的信號線層。系統地在底層介質的地面，方便安裝與測量。由于腔體內RF模塊位于中間位置，限制了天線饋電位置，為了實現阻抗匹配，天線采用同軸加微帶的復合饋電方式。為了減少外界與天線對腔體內模塊的影響，一般過孔數量越多越好，可均勻分布于腔體四周。但過孔數量越多，加工難度越大，并且由于信號線層信號線分布較密集，能布置過孔的位置非常有限，通常只能在四周或者RF模塊的地線處布置過孔。

根據常用過孔直徑和實際加工條件，過孔直徑選為0.5mm。將過孔數量分為：1個、2個、4個和四周均勻分布(每排九個過孔，兩個孔中心間距為2mm)四種情況來研究，具體分布位置見圖3，以天線介質中心為坐標原點，橫向為x軸，縱向為y軸，除四周均勻分布外過孔均布置于縱向。過孔圓心坐標為（xi，yi），下標i表示第幾個孔。不同數量過孔仿真結果如表1-4，從表中可以看到，過孔數量為一個時，天線性能基本不隨過孔的位置變化而變化，帶寬基本不變，中心頻率略有偏移。四個過孔時，位置對天線性能有較大影響。過孔均勻分布四周時天線性能與一個過孔時接近。因此在考慮制作成本或者天線結構不允許時，連接天線地和系統地的過孔數量可以減少，最少可以為一個。

圖3過孔分布示意圖

表1一個過孔（x1=8mm）