Tecnología de microondas - Selección de PCB de microondas y RF

Con el desarrollo de la comunicación inalámbrica y la red de banda ancha, los Placa de circuito impreso ya no se conectan simplemente colocando cables metálicos en algunos sustratos aislantes. En muchos casos, los sustratos y los conductores metálicos se han convertido en parte de los componentes funcionales. Especialmente en aplicaciones RF, el componente interactúa con el sustrato. Por lo tanto, el diseño y la fabricación de Placa de circuito impreso tienen una influencia importante en la función del producto. Como se muestra en el lado izquierdo de la figura 1, el conductor en la sección típica de la placa de microondas es un componente.

Nosotros Placa de circuito impreso Los fabricantes también participan más en cuestiones relacionadas con el diseño, Especialmente en la transmisión de señales de alta frecuencia y alta velocidad. Lo mismo, Los diseñadores deben entender profundamente Placa de circuito impreso Proceso de fabricación para la producción total cualificada y de alto rendimiento Placa de circuito impreso.

A partir de esta pregunta, vamos a introducir algunos de los parámetros que a menudo nos tocan, y vamos a tener algunos debates técnicos de poco a poco, con la esperanza de profundizar la comunicación y la comunicación entre el diseño y la fabricación.

1. Constante dieléctrica

La constante dieléctrica (DK, μ, ER) determina la velocidad de propagación de la señal eléctrica en el Medio. La velocidad de propagación de la señal eléctrica es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la constante dieléctrica. Cuanto menor es la constante dieléctrica, mayor es la velocidad de transmisión de la señal. Hagamos una analogía de imagen. Sólo quiero que corras por la playa. La profundidad del agua ha inundado tus tobillos. La viscosidad del agua es constante dieléctrica. Cuanto mayor es la viscosidad del agua, mayor es la constante dieléctrica y más lenta es la operación.

La constante dieléctrica no es fácil de medir o definir. No sólo está relacionado con las características del medio, sino también con el método de ensayo, la frecuencia de ensayo y el Estado del material antes y después del ensayo. La constante dieléctrica variará con la temperatura. En el desarrollo de algunos materiales especiales, se tienen en cuenta los factores de temperatura. La humedad también es un factor importante que influye en la constante dieléctrica, ya que la constante dieléctrica del agua es de 70, una pequeña cantidad de agua causará cambios significativos.

Las constantes dieléctricas (1mhz) de algunos materiales típicos son las siguientes:

Constante dieléctrica del material

Se puede ver en aplicaciones de alta velocidad y alta frecuencia, Tolerancia al espesor de + / - 00001 "Como desarrollo de materiales, todo el mundo está trabajando en esta dirección. Por ejemplo, el recubrimiento de espuma patentado por Arlon es ideal para aplicaciones de antenas de estación base. Sin embargo, no todos los diseños se basan en el hecho de que la constante dieléctrica es lo más pequeña posible. Esto generalmente depende de algunos diseños prácticos. Algunos circuitos que requieren un tamaño muy pequeño generalmente requieren materiales Las constantes dieléctricas altas, como el ar1000 de Arlon, se utilizan en el diseño de circuitos miniaturizados. Algunos diseños, como amplificadores de potencia, suelen utilizar una constante dieléctrica de 2,55 (por ejemplo, Arlon diclad 527, ad255, Etc..) o una constante dieléctrica de 3,5 (por ejemplo, ad350, 25N / FR, etc.). También hay diseños con una constante dieléctrica de 4,5 (por ejemplo, ad450), que cambian principalmente del diseño FR - 4 a aplicaciones de alta frecuencia, con la esperanza de utilizar el diseño anterior

Además de afectar directamente la velocidad de transmisión de la señal, la constante dieléctrica determina en gran medida la impedancia característica. En diferentes partes, el emparejamiento de impedancia característica es muy importante en la comunicación por microondas. Si hay un desajuste de impedancia, el desajuste de impedancia también se llama vswr.

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CTR: debido a que la constante dieléctrica varía con la temperatura, y los materiales utilizados en aplicaciones de microondas se encuentran generalmente en ambientes exteriores e incluso espaciales, CTR (coeficiente de calor de Er) es también un parámetro clave. Algunos PTFE llenos de polvo cerámico pueden tener propiedades muy buenas, como clte

2. Pérdida, tangente de pérdida, Radiogoniometría, factor de dispersión

Además de la constante dieléctrica, el factor de pérdida es también un parámetro importante que afecta las propiedades eléctricas de los materiales. La pérdida dieléctrica también se llama tangente de pérdida, factor de pérdida, etc. se refiere a la pérdida de señal o pérdida de energía en el Medio. Esto se debe a que cuando las señales de alta frecuencia (que cambian entre fases positivas y negativas) pasan a través de la capa dieléctrica, las moléculas en el medio tratan de orientarse a partir de estas señales electromagnéticas, aunque de hecho, debido a que estas moléculas están entrelazadas y no pueden orientarse realmente, los cambios de frecuencia hacen que las moléculas se muevan continuamente. Produce una gran cantidad de calor, lo que resulta en una pérdida de energía. Algunos materiales, como las moléculas de PTFE, no son polares, por lo que no se ven afectados por el campo electromagnético y la pérdida es muy pequeña. Del mismo modo, el factor de pérdida está relacionado con la frecuencia y el método de ensayo. La regla general es que cuanto mayor es la frecuencia, mayor es la pérdida

El ejemplo más intuitivo es el consumo de energía en la transmisión. Si la pérdida de diseño del circuito es pequeña, la vida útil de la batería puede aumentar significativamente. Cuando se recibe la señal, el material con pérdida se utiliza para mejorar la sensibilidad de la antena a la señal y hacer la señal más clara.

La resina epoxi fr4 común (dk4.5) tiene una polaridad relativamente fuerte. A 1 GHz, la pérdida es de aproximadamente 0025, mientras que la pérdida del sustrato de PTFE (dk2.17) es de 00009. En comparación con la poliimida llena de vidrio, la poliimida llena de cuarzo no sólo tiene una constante dieléctrica baja, sino que también tiene una pérdida baja debido al contenido de silicio puro.