.jpg "最前沿的射频天线设计")
受访者：Albert Gaines
HiGain Design Services公司的企业拥有人，PCB设计师。
在SMTA Atlanta Tech Expo展会及论坛期间，我采访了HiGain Design Services公司的企业拥有人——PCB设计师Albert Gaines。Albert最近一直致力研究分片式孔径天线设计，其中一些设计可谓是突破了极限。
本次采访讨论了Albert在射频领域的研究成果、COTS和定制天线之间的差异，以及Albert培训工程师如何设计。
Andy Shaughnessy：Albert，很高兴见到你。你正在研发一些引人注目的天线设计，可以介绍一下你的设计吗?
Albert Gaines：跟过去的设计相比，我们现在的设计可以说是非常精致。我们正在使用Rogers和其他公司的高频层压板进行板层的连续叠层。具体操作是先对内层盲孔进行背钻、塞孔和铲平，然后根据需要的介质厚度，再堆叠材料。我们实际上使用双层芯材中的单层芯材，有时会堆叠两层或三层特殊的半固化片，而不是依赖这种特定的芯材。
然后事情就变得非常有趣了。设计目标都是为了避免使用大型抛物面天线。在一块平坦的电路板上布满所有这些接收器或发射元件，这样就基本上是创建了栅格。就像LED电视的点阵——它们之间相互传递信号，并且通过软件获取信号，然后就形成了天线。在迄今为止最大的天线上，一面有242个发射器阵列，另一面有242个接收器阵列。
Shaughnessy：通常都是什么样的客户会购买这类产品？
Gaines：你应该也能预料到，这个市场上有很多大型厂商。目前的发展趋势还在推动卫星接入设备朝着更小巧便携的方向发展。有些客户会从商用角度去看待这项技术，比如货运或航空业客户。这种设计是一种在有需要时可以随时随地拿出来使用的便携式天线；只需要打开箱子，把箱子放在地上或者把天线拿出来，安装在卡车或其他任何物品上。整个天线结构的尺寸约为40” × 30”。他们还在针对特定应用开发尺寸更小的阵列。开始使用4 mil宽的间距和其他更小的特征后，设计就变得更有意思了。我总是跟别人说，我最喜欢的按钮是“Zoom（放大或缩小）”，但它与必须使用的间距相关，如果看到一块板子的尺寸是40” × 30”，那就是相当大的元件。可是这种设计非常有意思，使用的技术也真的发生了变化。我们正在与一些出色的电路板工厂合作，他们愿意挑战小众市场的极限。过去几年，我了解到了电路板领域可以达到的水平，而不是一味受到普通电路板工厂的限制，这真的让我大开眼界。
我们甚至都没有考虑使用多个双层电路板叠加在一起的组合，而是使用了一些11层和15层的电路板。我们用了很多特殊材料。正如之前提到的，我们刚刚设计出了跟手机一样大小的模块。它具备低噪声放大级，内层有印制过滤器和合路器。我们基本上只是在添加板层的同时不断来回缝合，直到获得所需的所有元素后，再从另一端穿出来。这种设计更多取决于客户的需求，而不是普通电路板的限制。
Shaughnessy：你刚才说现在研发的射频设计比以往任何时候都多？
Gaines：没错。我在Scientific Atlanta公司工作了20年，担任卫星通信部门负责人，从事了很多与射频前端、耦合器、过滤器和其他印制元素相关的设计工作，这些是我之前的工作内容。最近这22年来，我一直是自由职业人，主要做数码设计、电源设计等工作。前不久，有人找到我问我是否可以做射频相关设计，我欣然答应。
于是我开始跟他们合作，他们的PCB工厂又把我推荐给了其他工厂。现在，我有70%的工作都与高频天线微波电路有关。如果这个领域真的存在极限，那么我的客户始终在不断挑战这个极限。
Shaughnessy：你如何决定是自己设计天线还是购买COTS天线？如何把握这个界限？
Gaines：据我所知，COTS通常是针对特定的应用频率范围而设计的，且有集成限制。如果客户的应用有精确的定位且希望有所控制，就可以找专人设计开发专属天线。
Shaughnessy：你可以给我看看这款天线的图片吗？
Gaines：我也很希望跟你分享这些要素的图片，但其中涉及到的很多信息已经超出了我的职权范围。基本上看起来就是一堆铜方形物，其中一块看起来很像《太空侵略者》游戏中的屏幕，非常像素化。客户公司的大多数工程师或博士都知道怎么运行软件以及如何提出模型。我的职责就是告诉他们哪些事情能做、哪些事情不能做。但我也在这个过程中了解到我们可以做一些本以为做不了的事情。
随着年龄的增长，培训已成为我工作的重要组成部分。我花了很多时间培训人们哪些事能做、哪些事不能做。告诉他们“这里不可能使用2mil的孔环”。我觉得这就是我们这些年长的人来参加行业活动的目的之一——分享我们的知识。我每天都在培训博士。
Shaughnessy：可以说是兼职教授了。
Gaines：我想这就是人们会称这项技术为前沿技术的原因，我很高兴能涉足这个领域。我正在做一些与众不同的工作，可能会在未来引领新的浪潮。
Shaughnessy：你所做的工作很超前，你也享受其中。
Gaines：没错，我努力享受这份工作，但也经常挑灯夜战，遇到重重困难。但是能够挑战极限，每天都从工作中学到新的知识，对我而言是非常好的体验。在当今这个大环境下，不学习就会被淘汰。
Shaughnessy：你还有什么想要补充的吗？
Gaines：我很喜欢你们的杂志。每个月发刊时，我都充满期待，所以我也建议其他设计师都来阅读Iconnect007的杂志。
Shaughnessy：Albert，能与你畅谈很开心。谢谢。
Gaines：谢谢你。
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