我国科研团队攻克高频传输瓶颈 新型宽带传输线专利推动射频通信升级

问题:随着高速通信、雷达探测、卫星互联网以及数据中心高速互连等应用加速发展,系统对信号传输提出了“更高频率、更宽带宽、更低损耗、更易集成”的要求;传统微带线、带状线等平面传输结构制造工艺成熟、成本相对较低,但更高频段更容易受到辐射损耗、介质损耗、表面粗糙度效应和寄生耦合等因素影响,导致插入损耗上升、反射增大,进而压缩链路预算并影响整机稳定性。尤其在芯片—封装—板级互连持续紧凑的趋势下——传输线不仅要“传得快”——也要“传得稳”、便于集成并适合量产。 原因:业内普遍认为,高频段传输性能的瓶颈主要来自三上:一是电磁场约束不足引发辐射与串扰,使回波损耗与隔离度难以同时兼顾;二是结构尺寸与加工偏差高频下被放大,阻抗连续性更难保持;三是封装与模块化集成需求增强,传输结构除电磁性能外,还需适配空间布局、屏蔽防护与装配工艺。在平面工艺可实现的前提下,同时兼顾同轴结构的屏蔽优势与封装集成便利,成为重要的技术方向。 影响:公开信息显示,涉及的申请围绕“易集成、低损耗、宽带”提出一种半同轴新型传输线结构:在地板上固定介质基板,外导体覆盖于基板上方,其内壁与基板上表面形成屏蔽腔体,并在腔体内填充介质;内导体贴近介质基板上表面并位于腔体中心位置,外导体两端设置端口实现信号传输。专利摘要称,该结构可获得较低的插入损耗和回波损耗,并在0至150GHz频率范围内表现出良好传输特性。若后续工程化验证达到预期,该方案有望在降低辐射、提升阻抗一致性、抑制寄生耦合上形成综合优势,为射频前端、毫米波/亚太赫兹器件互连、封装内高速走线以及测试夹具等场景提供新的实现路径。 对策:从产业落地看,宽带传输线要支撑工程应用,仍需在“可制造性”和“可验证性”上深入完善:其一,结合工艺链条(材料、镀层、加工精度、装配一致性)建立面向量产的参数窗口,评估不同介质填充与外导体盖设方式对损耗、反射的影响;其二,优化端口过渡以及连接器/焊接/键合等接口设计,避免“本体性能很好、过渡段成为短板”;其三,建立标准化测试与可靠性评估体系,覆盖温度循环、振动冲击、长期老化等工况,推动从实验室指标走向工程闭环;其四,围绕系统级需求开展联合设计,将传输线与天线、滤波器、功放、封装腔体等协同优化,释放整体收益。 前景:在高频化与系统小型化持续推进的背景下,0至150GHz覆盖从低频到毫米波乃至更高频段的关键区间,传输结构的创新将直接影响高速链路效率与整机成本。高校与企业联合申报并推进专利布局,也反映出产学研在高端电子互连领域的协同正在加速。下一步,能否形成可复用的设计方法、稳定的加工装配流程,以及面向具体应用的产品化方案,将决定其在通信设备、雷达系统、先进封装与测试测量等领域的推广空间。业内预计,兼具屏蔽特性与集成便利的传输线方案,可能成为高频系统由“器件性能竞争”转向“互连与封装能力竞争”的关键支撑之一。

从传输线结构的优化,到面向超宽频段的系统需求对接,说明了高频电子技术通过基础互连提升整体性能的路径。围绕低损耗互连与高可靠封装持续攻关,并加强产学研协同与工程化验证,将为我国高端射频与微波产业链的稳步升级提供更扎实的支撑。