Như chúng ta đã biết, 5G sẽ có dải tần số thấp và hai dải tần số sóng milimet, bước sóng của sóng milimet rất ngắn và rất đắt tiền. Vì vậy, trong giao tiếp 5G, chúng ta phải giải quyết vấn đề này.
Giải pháp đầu tiên là một ăng-ten tích hợp chất nền (SIA).
Loại anten này chủ yếu dựa trên hai kỹ thuật: Khi ống dẫn sóng trống truyền đi, suy hao do môi trường gây ra là rất nhỏ, vì vậy ống dẫn sóng rỗng có thể được sử dụng để truyền nguồn cấp dữ liệu. Tuy nhiên, có một số vấn đề. Bởi vì nó là một ống dẫn sóng không khí, có kích thước rất lớn và không thể tích hợp với các mạch khác, nó thích hợp cho các tình huống ứng dụng công suất lớn, khối lượng lớn. Loại còn lại là công nghệ đường dây microstrip, có thể sản xuất hàng loạt, nhưng bản thân nó là một phương tiện truyền dẫn bị mất và rất khó để xây dựng một mảng ăng-ten quy mô lớn.
Công nghệ ống dẫn sóng tích hợp chất nền có thể được sản xuất dựa trên hai kỹ thuật này. Kỹ thuật này lần đầu tiên được đề xuất bởi cộng đồng công nghiệp Nhật Bản. Năm 1998, họ xuất bản bài báo đầu tiên về cấu trúc ống dẫn sóng của tích hợp điện môi. Họ đã đề cập rằng một ống dẫn sóng được thực hiện trên một chất nền điện môi rất mỏng và một cột trụ nhỏ được sử dụng để chặn sóng điện từ và tránh sự giãn nở của cả hai bên. Có thể hiểu đơn giản là khi hai trụ nhỏ cách nhau 1/4 bước sóng thì năng lượng sẽ không bị thất thoát ra ngoài. Điều này có thể mang lại hiệu quả cao, độ lợi cao, cấu hình thấp, chi phí thấp, tích hợp dễ dàng và tổn thất thấp. Ăng-ten.
Phía dưới bên phải của hình trên là một ăng-ten 60GHz được thực hiện bằng kỹ thuật này trên LTCC, với độ lợi 25dB và kích thước 8x8 ô.
Sơ đồ này phù hợp với các ứng dụng sóng milimet tại trạm gốc và có một sơ đồ khác trên thiết bị đầu cuối di động.
Giải pháp thứ hai là thiết kế ăng-ten trong gói ăng-ten tích hợp (PIA).
Vì vấn đề lớn nhất của ăng-ten trên chip là suy hao quá lớn và kích thước của bản thân chip rất nhỏ, thiết kế ăng-ten sẽ làm tăng giá thành nên khó có thể ứng dụng quy mô lớn trong kỹ thuật. Nếu ăng-ten được thiết kế bằng cách sử dụng một gói (lớn hơn kích thước chip) làm sóng mang thì không chỉ có một ăng-ten đơn lẻ mà còn có thể thiết kế một mảng ăng-ten. Điều này tránh được giới hạn về âm lượng, suy hao và chi phí của ăng-ten trực tiếp trên silicon.
Trên thực tế, ăng-ten không chỉ có thể ở bên trong gói mà còn có thể ở trên cùng, dưới cùng và xung quanh gói.
Một điểm khác cần chú ý là liệu bạn có thể sử dụng bảng mạch PCB làm ăng-ten hay không. Câu trả lời là có.
Điểm nghẽn quan trọng không nằm ở vật liệu mà là vấn đề thiết kế vật liệu và vấn đề xử lý. Tuy nhiên, PCB chỉ phù hợp với tần số dưới 60GHz. LTCC được khuyến nghị sau 60GHz, nhưng sau 200GHz, có một nút cổ chai trong LTCC.