我們首先介紹一下，Dk和Df這兩個(gè)的數(shù)值到底是什么？
Dk即介電常數(shù)，又叫介質(zhì)常數(shù)，介電系數(shù)或電容率，它是表示絕緣能力特性的一個(gè)系數(shù)，以字母ε表示，在工程應(yīng)用中，介電常數(shù)時(shí)常在以相對(duì)介電常數(shù)的形式被表達(dá)，而不是絕對(duì)值，所以它相對(duì)于表示這個(gè)材料里面能夠容納電容的能力，它能夠容納電容，代表訊號(hào)穿過(guò)的時(shí)候有部分的訊號(hào)會(huì)被這個(gè)材料所吸收，代表它對(duì)于信號(hào)的穿透產(chǎn)生影響。
Df又稱(chēng)損耗因子、阻尼因子或內(nèi)耗或損耗角正切，是材料在交變力場(chǎng)作用下應(yīng)變與應(yīng)力周期相位差角的正切，也等于該材料的損耗模量與儲(chǔ)能模量之比。下面有個(gè)公式：
信號(hào)傳播的損失會(huì)跟頻率以及Df成正比，也就代表了Df越高信號(hào)的損失越高，頻率越高，信號(hào)損失也越高，所以在4G或者5G的sub6的時(shí)候，它相對(duì)于毫米波，毫米波相當(dāng)于頻率是它們的五六倍以上。所以毫米波對(duì)于Df會(huì)更加的重視，因?yàn)樗念l率已經(jīng)拉高了，所以這時(shí)候任何材料的差異都會(huì)對(duì)于信號(hào)傳播的損失產(chǎn)生倍數(shù)，甚至五六倍以上的影響。
材料會(huì)追求三個(gè)部分:
一個(gè)是高介電低損耗的材料，因?yàn)樗兄谔炀€的小型化。目前，全球的裝置的頻段非常多，怎么樣在一個(gè)小小的空間里面容納盡可能多的天線，所以就希望把每個(gè)天線所占用的面積最小化，而高介電的材料有助于這個(gè)方向；
第二個(gè)更通用的方向，低介電低損耗的材料，這個(gè)部分會(huì)在很多部分的應(yīng)用，比如說(shuō)機(jī)殼，因?yàn)樘炀€是在機(jī)殼內(nèi)部，或者未來(lái)的設(shè)計(jì)，也可能把天線放在機(jī)殼的外部，但是在機(jī)殼內(nèi)部現(xiàn)在通用的狀況代表你的天線往外發(fā)送或者接收的時(shí)候，都會(huì)經(jīng)過(guò)機(jī)殼這一個(gè)材料產(chǎn)生影響，所以我們當(dāng)然希望把這個(gè)影響降到最低的可能。這些內(nèi)部的訊號(hào)傳輸，比如電路板或者FPC高頻信號(hào)的傳輸，當(dāng)然也希望傳輸?shù)倪^(guò)程這個(gè)訊號(hào)的損失盡量降低。所以這大概是材料端的一個(gè)選用的方向；
第三個(gè)特性是穩(wěn)定，因?yàn)檫@些所有的條件都是希望在一個(gè)穩(wěn)定的狀況，比如說(shuō)在一個(gè)溫度濕度以及吸水性都能夠穩(wěn)定，因?yàn)檫@些Dk跟Df它其實(shí)每個(gè)材料在不同的頻率跟溫濕度下是有變化的，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候，當(dāng)然希望是一個(gè)穩(wěn)定的參數(shù)，這樣子才能基于那一個(gè)參數(shù)去做優(yōu)化跟調(diào)校。如果你的參數(shù)是很不穩(wěn)定的，當(dāng)初基于某個(gè)參數(shù)調(diào)校的數(shù)值，在真正設(shè)計(jì)的時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生差異。
這是目前常用的幾個(gè)材料的Dk跟Df值。以Dk來(lái)說(shuō)，真空的數(shù)值基準(zhǔn)是1，其他的部分就會(huì)有差異，像這邊列出來(lái)的LCP、MPI，它們基本上是目前比較常用在電路板或者未來(lái)的FPC，因?yàn)橐郧暗腇PC主要是用PI的材料，所以它們的介電常數(shù)其實(shí)是有一些差異的。
另外在介電損耗Df的部分其實(shí)看起來(lái)好像數(shù)值不大，比如說(shuō)以玻璃來(lái)說(shuō)好了，它的數(shù)值可能是0.02，看起來(lái)差異不大。但是跟塑膠比如說(shuō)聚碳酸酯來(lái)比，數(shù)值是0.005，其實(shí)基本上差異就體現(xiàn)出來(lái)。這個(gè)差異在4G的情況下可能影響不大，但是在5G下面這一個(gè)的測(cè)試數(shù)據(jù)，5G的天線性能如果在28GHz下面做測(cè)試的話，標(biāo)準(zhǔn)值指的對(duì)應(yīng)的是真空的1，標(biāo)準(zhǔn)值是18.4，但是如果用了塑膠材料，它基本上會(huì)衰減1.2dB。衰減越少當(dāng)然是越好的方向。玻璃就會(huì)衰減到3.1dB，也就是在Df的微小差異，其實(shí)在最后的訊號(hào)衰減就會(huì)產(chǎn)生一些大的差異。所以接下來(lái)有很多的重點(diǎn)都是怎么樣在基礎(chǔ)的材料上面去做一些改性，去把Df值或者Dk值盡量降低，這個(gè)是大概未來(lái)的一個(gè)方向。點(diǎn)擊此處可查看：通訊發(fā)展歷史與5G技術(shù) (連載中，待續(xù)，敬請(qǐng)關(guān)注本公眾號(hào) ID：cailiao5G)
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