जैसा कि हम सभी जानते हैं कि 5G में लो फ़्रीक्वेंसी बैंड और दो मिलीमीटर वेव फ़्रीक्वेंसी बैंड होंगे, और मिलीमीटर वेव की वेवलेंथ बहुत छोटी और बहुत महंगी होती है। इसलिए 5जी संचार में हमें इस समस्या का समाधान करना चाहिए।
पहला समाधान एक सब्सट्रेट एकीकृत एंटीना (एसआईए) है।
इस प्रकार का एंटीना मुख्य रूप से दो तकनीकों पर आधारित होता है: जब खाली वेवगाइड प्रसारित होता है, तो माध्यम से होने वाला नुकसान बहुत छोटा होता है, इसलिए खाली वेवगाइड का उपयोग फीड ट्रांसमिशन के लिए किया जा सकता है। हालाँकि, कई समस्याएं हैं। क्योंकि यह एक एयर वेवगाइड है, जो आकार में बहुत बड़ा है और इसे अन्य सर्किटों के साथ एकीकृत नहीं किया जा सकता है, यह उच्च-शक्ति, बड़ी मात्रा में अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है। दूसरी माइक्रोस्ट्रिप लाइन तकनीक है, जिसका बड़े पैमाने पर उत्पादन किया जा सकता है, लेकिन यह एक संचरण माध्यम के रूप में अपने आप में एक नुकसान है और बड़े पैमाने पर एंटीना सरणी का निर्माण करना मुश्किल है।
इन दो तकनीकों के आधार पर सब्सट्रेट-एकीकृत वेवगाइड तकनीक का उत्पादन किया जा सकता है। यह तकनीक सबसे पहले जापानी औद्योगिक समुदाय द्वारा प्रस्तावित की गई थी। 1998 में, उन्होंने डाइइलेक्ट्रिक इंटीग्रेशन की वेवगाइड संरचना पर पहला पेपर प्रकाशित किया। उन्होंने उल्लेख किया कि एक बहुत पतले ढांकता हुआ सब्सट्रेट पर एक वेवगाइड लागू किया जाता है और एक छोटे स्तंभ का उपयोग विद्युत चुम्बकीय तरंगों को अवरुद्ध करने और दोनों पक्षों के विस्तार से बचने के लिए किया जाता है। यह समझना आसान है कि जब दो छोटे खंभे मछली की तरंग दैर्ध्य के एक चौथाई से अलग हो जाते हैं, तो ऊर्जा का रिसाव नहीं होगा। इसके परिणामस्वरूप उच्च दक्षता, उच्च लाभ, कम प्रोफ़ाइल, कम लागत, आसान एकीकरण और कम नुकसान हो सकता है। एंटीना।
ऊपर दिए गए चित्र का निचला दाहिना LTCC पर इस तकनीक का उपयोग करके बनाया गया 60GHz एंटीना है, जिसमें 25dB का लाभ और 8x8 कोशिकाओं का आकार है।
यह योजना बेस स्टेशन पर मिलीमीटर तरंग अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है और मोबाइल टर्मिनल पर एक और योजना है।
दूसरा समाधान एंटेना को एक पैकेज एकीकृत एंटीना (पीआईए) में डिजाइन करना है।
चूंकि चिप पर एंटीना की सबसे बड़ी समस्या यह है कि नुकसान बहुत बड़ा है, और चिप का आकार ही बहुत छोटा है, एंटीना डिजाइन लागत में वृद्धि करेगा, इसलिए इसे इंजीनियरिंग में बड़े पैमाने पर आवेदन नहीं मिल सकता है। यदि एंटीना को एक वाहक के रूप में एक पैकेज (चिप आकार से बड़ा) का उपयोग करके डिज़ाइन किया गया है, तो न केवल एक एंटीना बल्कि एक एंटीना सरणी भी डिज़ाइन की जा सकती है। यह सीधे सिलिकॉन पर एंटीना की मात्रा, हानि और लागत की सीमा से बचा जाता है।
वास्तव में, एंटीना न केवल पैकेज के अंदर हो सकता है, बल्कि ऊपर, नीचे और पैकेज के आसपास भी हो सकता है।
एक अन्य बिंदु जिस पर ध्यान देने की आवश्यकता है वह यह है कि क्या आप पीसीबी बोर्ड को एंटीना के रूप में उपयोग कर सकते हैं। इसका जवाब है हाँ।
मुख्य अड़चन सामग्री ही नहीं है, बल्कि सामग्री डिजाइन की समस्याएं और प्रसंस्करण समस्याएं हैं। हालाँकि, PCB केवल 60GHz से कम आवृत्तियों के लिए उपयुक्त है। 60GHz के बाद LTCC की सिफारिश की जाती है, लेकिन 200GHz के बाद LTCC में अड़चन आती है।