基于封装天线（AiP）的过孔分析
3过孔分析
包含四层介质，使用的是厚度为0.8mm的FR4，上面三层尺寸均为20mm×20mm×0.8mm，底层为系统板，尺寸为40mm×40mm×0.8mm。中间介质层由两层介质构成，上层介质中空腔尺寸为10mm×10mm×0.8mm，下层中介质空腔尺寸为14mm×14mm×0.8mm，即形成的是一阶梯型的腔体，在两层中间台阶面处有连接RF模块键合线的信号线层。系统地在底层介质的地面，方便安装与测量。由于腔体内RF模块位于中间位置，限制了天线馈电位置，为了实现阻抗匹配，天线采用同轴加微带的复合馈电方式。为了减少外界与天线对腔体内模块的影响，一般过孔数量越多越好，可均匀分布于腔体四周。但过孔数量越多，加工难度越大，并且由于信号线层信号线分布较密集，能布置过孔的位置非常有限，通常只能在四周或者RF模块的地线处布置过孔。
根据常用过孔直径和实际加工条件，过孔直径选为0.5mm。将过孔数量分为：1个、2个、4个和四周均匀分布(每排九个过孔，两个孔中心间距为2mm)四种情况来研究，具体分布位置见图3，以天线介质中心为坐标原点，横向为x轴，纵向为y轴，除四周均匀分布外过孔均布置于纵向。过孔圆心坐标为（xi，yi），下标i表示第几个孔。不同数量过孔仿真结果如表1-4，从表中可以看到，过孔数量为一个时，天线性能基本不随过孔的位置变化而变化，带宽基本不变，中心频率略有偏移。四个过孔时，位置对天线性能有较大影响。过孔均匀分布四周时天线性能与一个过孔时接近。因此在考虑制作成本或者天线结构不允许时，连接天线地和系统地的过孔数量可以减少，最少可以为一个。
图3过孔分布示意图
表1一个过孔（x1=8mm）
y1（mm） | 中心频率（GHz） | 绝对带宽（GHz） |
-8 | 5.225 | 0.17 |
-4 | 5.205 | 0.165 |
0 | 5.235 | 0.165 |
4 | 5.22 | 0.175 |
8 | 5.215 | 0.175 |
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