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      5G天線PCB的發展歷史及展望(上)

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      人氣:-發表時間:2020-09-29 09:34【

      印刷電路板(PCB)是由相互連接的電子元件組成的獨立模塊,從我們身邊日常使用的電子設備,如:手機、路由器、個人電腦到復雜的雷達、導彈、衛星上,都能找到它們的身影,只是它們靚麗的光芒被設備外殼給遮蓋住了,你那天才般的設計往往被用戶所忽視,直到設備出現故障或者需要功能擴展,拆開設備外殼的剎那才能領略它的美。

      PCB史前時代

      電子學的起源可以追溯到1897年,約瑟夫·湯姆森發現電子的存在,電子學是在早期的電磁學和電工學的基礎上發展起來的。在電子學誕生之前,人類對于電磁現象的研究已相當深入。一系列物理定律已經確立,如庫侖定律、安培定律、 歐姆定律、 楞次定律、法拉第電磁感應定律等。

      1831年6月13日,天降男神詹姆斯·克拉克·麥克斯韋(James Clerk Maxwell,1831年6月13日-1879年11月5日)于英國愛丁堡的印度街14號,麥克斯韋被普遍認為是十九世紀物理學家中,對于二十世紀初物理學的巨大進展影響最為巨大的一位。他在1864年發表的論文《電磁場的動力學理論》中,集以往電磁學研究之大成,提出電場和磁場以波的形式以光速在空間中傳播,并提出光是引起同種介質中電場和磁場中許多現象的電磁擾動,同時從理論上預測了電磁波的存在,將電、磁、光統歸為電磁場中現象,提出了著名的麥克斯韋方程組,建立了第一個完整的電磁學理論體系,為電磁學在生產生活中應用奠定了強大的理論基礎。

      電磁學是現代科技生活最重要的學科,它的高速發展,將人類帶入了電氣時代和信息時代??梢哉f,沒有電磁學的發展,就沒有人類的現代文明;這一自然科學理論的成果,奠定了現代的電力工業、電子工業和無線電工業的基礎。當然,沒有麥克斯韋,也就沒有線路板,也就沒有PCB Layout這個行業,可能現在的老wu還是村口賣豬肉的最靚的仔。

      有了電磁學理論的支撐,人們對電磁學的利用也達到了一定的水平,有線電報和有線電話也相繼發明,并且有了橫貫美洲大陸的電報、電話線路和橫跨大西洋的海底電纜。亞歷山大-格雷厄姆-貝爾在1876年發明了電話,托馬斯-愛迪生1879年發明了白熾燈、尼古拉-特斯拉于1888年發明了電動機,所有這些,都為電子學的誕生準備了充足的條件。

      標志著電子學誕生的兩個重大的歷史事件,一是愛迪生效應的發現和關于電磁波存在的驗證實驗。

      1883年,愛迪生在致力于延長碳絲白熾燈的壽命時,意外地發現了在燈絲與加有正電壓的電極間有電流流過,電極為負時則無電流,這就是愛迪生效應。這一發現導致了后來電子管的發明。

      1887年,德國H.R.赫茲進行了一項實驗,他用火花隙激勵一個環狀天線,用另一個帶縫隙的環狀天線接收,證實了麥克斯韋關于電磁波存在的預言,這一重要的實驗導致了后來無線電報的發明。

      無線電報的發明,是人類利用電磁波的第一個巨大成就,電子學從此開始了一個研究和利用電磁波的極其興旺的時期。

      電磁波是電子元器件之間互聯通信的基石,而電子管的發明,則催生了5G天線PCB誕生。

      1897年德國科學家布朗(Braun)制造出第一個真空管(vacuum tube),之后電子學的真空管時期就此展開?;旧?,布朗的真空管只是一個陰極射線管(Cathode Ray Tube)的雛型,功能并不大。


      1904年,英國的弗萊明(John Fleming)發明了真空二極管(diode,當時也稱作valve),是由一放射電子的加熱燈絲與接收電子的屏極所組成;當屏極加入正電壓便會產生電流,加入負電壓便沒有電流產生。

      到了1906年,德佛雷斯特(De Forest)在二極真空管內加入柵極,發明了三極真空管(audion,或稱triode),可以控制電子的活動,使其具有放大信號與控制電量的強大功能,從而使得電子電路技術進入了實際應用階段,同時也推動了無線電及其他電子行業的發展,這之后的20年中,各種電子設備不斷涌現出來,德佛雷斯特也被譽為無線電之父”、“電視始祖”、“電子管之父”。

      電子管是電子器件的第一代,在晶體管發明以前的近半個世紀里,電子管幾乎是各種電子設備中唯一可用的電子器件。電子學隨后取得的許多成就,如電視、雷達、計算機的發明,都是和電子管分不開的。就是在固體電子學十分興旺的現代,以大功率電子管(特別是微波功率電子管)和電子束管為代表的真空電子學也仍然是一個活躍的領域。

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