独家干货|5G手机中毫米波、Sub－6G天线材质及手机中布局研究

5G两个阶段：小5G（Sub-6G）和毫米波手机

5G （Fifth-Generation）就是第五代移动通信技术。

2017年12月，5G非独立组网5G标准发布；2018年6月，独立组网5G标准发布，这个是可以建设的标准；

2018年12月，late drop版本；2019年12月，最终版本发布。因此有两个发展阶段：

2.6Ghz－3.5G和4.9Ghz非独立组网，毫米波段27.5Ghz/37-42.5Ghz.独立组网。目前，在芯片和射频集成领域，高通公司领先，推出了毫米波射频模组：

高通QTM052 毫米波天线模组系列和高通QPM56xx 6GHz 以下射频模组系列可与Qualcomm骁龙X50 5G 调制解调器配合，共同提供从调制解调器到天线（modem-to-antenna）且跨频段的多项功能。并且，它支持更小的封装尺寸，更适合集成在手机一类的移动终端。

5G信号在介质（塑胶、电路板等）中传输，会带来信号损耗其关系是

计算举例：

频率由2.4Ghz提升50%＝3.6Ghz，损耗也增加50％，比如原来损耗2db，损耗变3db，wifi信号5.8Ghz，则损耗相比2.4Ghz时时，提升2.4倍，毫米波28Ghz，则比2.4Ghz，增加损耗11.7倍，需要材料介电损耗低于一个数量级，降低10倍，由0.3％变为0.03%。

因此超低损耗天线基材会成为“独立材料”进入5G产业领域，电磁损耗在万分之5内的材料不多，LCP、PI都要再改性才行！

Sub6G之5G天线在手机中布置最佳模式

MIMO多组布置在手机中不同方位，对称布置。

8X8 MIMO天线

5G天线结构依赖整机CMF设计，一种可能模式是：

玻璃包边，金属边框内缩，天线已经不直接做在金属边框上了。钛铝合金或者镁铝合金包塑胶边框做结构支撑；天线分布在塑胶上。

唯一问题：塑胶＋合金，在塑胶上制造天线，金属不会被腐蚀，如何保障良率？这个问题已经解决，且组装多组天线会便利，相比其他方案权衡，不会上扬成本。有制造结构件企业在与微航合作中。

其验证流程是：采用5G塑胶：低介电系数（2.4）和超低损耗（万分之几）塑胶与镁铝或者钛铝合金注塑后，给微航在塑胶部分制造天线。统计良率是否95％以上。

钛铝合金包塑胶注塑，天线制造在塑胶上，呈3D构型。

5G手机主要结构和天线布局

多种材质混合使用构成了5G毫米波段天线

毫米波段天线与Sub-6G之MIMO天线有重大区别。5G手机复杂度在于：MIMO天线与毫米波天线是共生的存在下去。下面讲述下金属边框和非金属边框5G天线

金属边框手机＋毫米波天线方案

金属边框开槽孔穿越毫米波，孔内填充塑胶，后盖布设其他低频天线

钛铝合金包塑胶边，在塑胶上制造3D天线

超低损耗：损耗在万分之6内，介电系数2.2以内

材料牌号V55改性PPE：介电系数2.2，损耗0.0006      注塑原料     用于sub－6G

材料牌号V562改性PP：介电系数1.03，损耗0.0001，厚度0.16cm，0.32cm，0.64cm，发泡材料

材料牌号V574改性PP：介电系数1.06，损耗0.0001，（同上）

毫米波之传输线，优选V562和V574制造成共面波导或者扁平线缆

不同材料损耗因子对比，毫米波段最佳材料是发泡PI或者PP，Sub－6G最佳材料是LCP或者改性PI。

总之，5G终端相比4G。除开增加了芯片外，一个重要变化是天线载体变了，一个便利组装和提升射频性能的结构是：

镁铝合金或者钛铝合金制造的结构件，包塑胶边注塑成型，再在其上制造天线。这种塑胶V55改性PPE是一种超低损耗塑胶，在其上制造天线。需要解决金属抗腐蚀难题（已经解决）。

作者：微航磁电  周红卫

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