Tecnología de PCB - Selección de materiales para circuitos RF de microondas de alta frecuencia

A medida que aumenta la demanda de movilidad y portabilidad de los dispositivos electrónicos, Miniaturización de microondas y radio de alta frecuencia Circuito de frecuencia Cada vez más importante. Antes de empezar a diseñar productos electrónicos, Elija el adecuado Placa de circuito RF de microondas de alta frecuencia Este Tela puede ayudar a diseñar circuitos de radiofrecuencia y microondas más pequeños. Para un rango de frecuencia dado, Uso Placa de circuito de alta frecuencia Material with a higher dielectric constant (Dk) usually makes Este design size and structure of the circuit smaller. Sin embargo,, El uso de placas con valores DK más altos aumenta la pérdida de inserción del circuito y puede reducir otros aspectos del rendimiento del circuito. Al mismo tiempo, DK Placa de circuito El Tela también afecta a los parámetros del índice del circuito, Por ejemplo, pérdida de radiación, Dispersión, Acoplamiento, Etc..

Para una frecuencia dada, La longitud de onda en el Medio será Placa de circuito Material DK, Resultado en Placa de circuito material with a higher Dk value than a circuit with a lower Dk value Este circuit size designed on the material of high frequency microwave radio Circuito de frecuencia Más pequeño. Además, Placa de circuito RF de microondas de alta frecuencia Material with a higher Dk value will also reduce the phase velocity of electromagnetic waves (EM) passing through these materials. DK de radiofrecuencia de microondas de alta frecuencia Placa de circuito material usually adopts the value measured through the z-axis direction of the material (that is, the thickness direction) at 10 GHz. Valor comercial DK del eje Z Placa de circuito materials can be as high as 10 (or higher) or as low as 2 (compared to air with Dk equal to 1). Pero objetivamente, Pero por lo general tiene un valor DK de 6 o más, Se puede considerar como una hoja de alta Permitividad.

Las líneas de transmisión hechas de placas de circuitos RF de microondas de alta frecuencia tienen un valor DK más bajo y una velocidad de fase más rápida. Para la miniaturización del circuito sensible a la fase (como la antena de matriz por fases), se debe considerar la influencia de DK. Además, el material de la placa de circuito RF de microondas de alta frecuencia con un valor DK más alto muestra una mayor dispersión que el material de la placa de circuito con un valor DK más bajo. Los materiales de circuitos RF de microondas de alta frecuencia con valores DK más altos se utilizan generalmente en acopladores direccionales y otros circuitos que requieren coeficientes de acoplamiento más altos.

En el caso de DK, high-frequency microwave radio Circuito de frecuencia Los materiales son generalmente anisotrópicos. Aunque los valores DK de los materiales en los tres ejes son diferentes, La gente está acostumbrada a depender del valor DK del material en la dirección del eje Z.. Comparación mutua. Para materiales con mayor DK:, La diferencia DK entre el eje Z y el plano X - y del circuito es generalmente mayor que la de los materiales con valores DK más bajos.. DK en todas las dimensiones de RF de microondas de alta frecuencia Placa de circuito material will jointly determine the performance of the transmission line (such as the microstrip line) made on the material. Para muchos altosCircuito de frecuencia, Normalmente no es necesario considerar Placa de circuito RF de microondas de alta frecuencia Material DK, Pero la anisotropía trae consigo algunos problemas potenciales desconocidos, Especialmente cuando el valor DK del plano XY es muy diferente del valor DK del eje Z. Esta diferencia puede causar problemas inesperados en el circuito de acoplamiento paralelo de borde, Porque la altura de acoplamiento depende del valor DK en el plano X - y.

Cuando se trata de miniaturizar el circuito, el método más fácil de pensar es minimizar el espesor del material de la placa de circuito de radiofrecuencia de microondas de alta frecuencia, pero el espesor del material de la placa de circuito de radiofrecuencia de microondas de alta frecuencia afectará el rendimiento de varios índices del Circuito de alta frecuencia. Aunque la pérdida de radiación de los circuitos de alta frecuencia aumenta con la frecuencia, los materiales de placas de circuitos más gruesos también muestran una mayor pérdida de radiación que los materiales de placas de circuitos más delgados con el mismo valor DK. La selección de DK también afecta la pérdida de radiación para un diseño y diseño de circuito dado, ya que la pérdida de radiación de un material de tablero de circuitos con un valor DK más alto es menor que la de un material de tablero de circuitos con un valor DK más bajo.

For circuits that may cause resonance or stray interference (for example, Entre circuitos PCB multicapa high-frequency microwave radio frequency), El uso de diluyentes es beneficioso Placa de circuito materials. El grado de dispersión resonante suele depender del tipo de línea de transmisión en el circuito. Por ejemplo:, Las líneas de transmisión MICROSTRIP suelen tener más problemas de resonancia y propagación que otros tipos de radiofrecuencia./microwave transmission lines (such as strip lines, coplanar waveguide CPW transmission lines). Más delgado Placa de circuito Este material ayuda a reducir el tamaño de los PCB y las placas RF de microondas de alta frecuencia, Limitación simultánea de la pérdida de radiación y la propagación de la línea de transmisión, Por ejemplo, resonancia e intermodulación. Las experiencias de ingeniería comunes son: Placa de circuito RF de microondas de alta frecuencia Material más delgado que una cuarta parte de la longitud de onda de la frecuencia máxima de funcionamiento del circuito. Pero el enfoque más seguro es elegir Placa de circuito RF de microondas de alta frecuencia Material con un espesor inferior a un octavo de la longitud de onda de la frecuencia máxima de funcionamiento.

El ancho de línea de una línea de transmisión (por ejemplo, una línea MICROSTRIP) depende del espesor del material de la placa de circuito de radiofrecuencia de microondas de alta frecuencia (por ejemplo, un laminado de circuito o un material preimpregnado). Los circuitos con sustratos más gruesos ampliarán la anchura del conductor, lo que reducirá la pérdida del conductor y la pérdida de inserción del circuito. Sin embargo, en este caso pueden surgir algunos problemas de propagación de ondas electromagnéticas. Con el fin de seleccionar el espesor del material adecuado para el diseño de alta frecuencia, la anchura del conductor debe ser generalmente inferior a la octava longitud de onda de la frecuencia de trabajo más alta.

El material DK de microondas de alta frecuencia y placa de circuito de radiofrecuencia desempeña un papel importante en la determinación de la anchura del conductor de la línea de transmisión, ya que los conductores del mismo tamaño diseñados en la placa de circuito de radiofrecuencia de microondas de alta frecuencia DK tienen valores de impedancia más bajos que los mismos circuitos en El material de baja DK. Por lo tanto, para mantener la impedancia característica del Circuito de 50 islas, el circuito diseñado en el material de la placa de circuito con un valor DK más alto será más estrecho.

When designing circuits using high frequency microwave radio Circuito de frecuencia Materiales con diferentes valores DK, Hay muchas compensaciones que considerar. Uso de DK alto Placa de circuito RF de microondas de alta frecuencia El material no sólo puede reducir el tamaño del circuito, Además, el circuito de miniaturización de alto rendimiento se realiza combinando DK alto y DK bajo. Placa de circuito materials. Por ejemplo:, Filtro de paso de banda compuesto por elementos resonantes, Su tamaño depende de Placa de circuito material. Debido a la distancia entre cada unidad de filtro, Fuerza de acoplamiento en el circuito Placa de circuito Determinación del material DK. The Placa de circuito RF de microondas de alta frecuencia Los materiales con alta DK proporcionan un acoplamiento más fuerte y permiten más espacio entre las unidades de resonancia del filtro.

In order to verify the advantages of using high-frequency microwave and radio Circuito de frecuencia materials with different Dk values (combining materials with different Dk values into a composite component), Compuestos RF de microondas de alta y baja DK Placa de circuitoEl filtro de paso de banda está diseñado.. El material DK alto utilizado en este filtro es rt/Duroid® 6010.Laminado de circuito 2Lm con DK 10.7. El material DK bajo utilizado es 29.29 preimpregnados con un valor DK de 2.9, Todos son de Rogers.. Debido a los diferentes valores DK Placa de circuito RF de microondas de alta frecuencia Los materiales pueden causar diferencias en el rendimiento del circuito, Es necesario simular y modelar por ordenador para determinar la proporción necesaria de dos espesores de materiales diferentes. Este método de modelado puede ayudarnos a diseñar un filtro compuesto perfecto.. Los resultados experimentales muestran que el tamaño del filtro diseñado por el material compuesto no sólo mantiene el tamaño de un solo material DK alto, Y también tiene un mejor rendimiento eléctrico. . Por ejemplo:, La resonancia armónica de alto orden se reduce significativamente, Las características de stopband del filtro también se mejoran notablemente.. La investigación muestra que, mediante el uso de múltiples Placa de circuito Materiales en circuitos, La miniaturización del circuito es generalmente posible sin sacrificar el rendimiento.