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Les ingénieurs en conception de circuits PCB haute fréquence attachent une grande importance aux paramètres de la distorsion d'intermodulation (IMD). Dans les circuits passifs tels que les antennes, les câbles et les connecteurs, il existe également une distorsion d'intermodulation, appelée Intermodulation passive (PIM). Tout simplement, l'Intermodulation passive provoque des interférences, et la création de l'Intermodulation passive est causée par la non - linéarité dans le circuit passif. Typiquement, le signal de transmission est constitué d'une onde fondamentale et de ses composantes harmoniques. Lorsque deux ou plusieurs signaux adjacents sont transmis simultanément, une non - linéarité dans le circuit entraînera un mélange harmonique de signaux différents et la création de signaux parasites supplémentaires. Ces signaux parasites peuvent gêner ou interférer avec la réception des signaux requis par le récepteur.
Les produits PIM dont la conception de circuits haute fréquence n'est pas idéale peuvent être causés par plusieurs facteurs, notamment l'amplitude et la fréquence des signaux multiples transmis, la structure des lignes de transmission du circuit et la densité de courant et le niveau de puissance dans l'application. Lorsque plusieurs signaux sont présents, ils sont généralement décrits par leurs fréquences fondamentales F1 et F2. La fréquence de son signal PIM est générée par les différents harmoniques du signal de fréquence fondamentale.
On voit bien que la fréquence du canal de réception est très proche de celle du canal d'émission et qu'elle est très probablement influencée par un produit PIM élevé. L'amplitude du signal généré par le PIM dépend fortement du niveau de puissance du signal original. En même temps, il est à noter que cet example ne représente que deux signaux avec leurs deuxième et troisième harmoniques; S'il y avait plus de signaux fondamentaux et une amplitude de signal plus élevée, plus d'harmoniques seraient impliquées dans le processus de mélange, ce qui rendrait les produits PIM plus complexes.
Effets des métaux sur PIM
La production de PIM est généralement attribuée à la qualité des contacts métal - métal dans les stations de base sans fil et d'autres systèmes de communication tels que les interfaces de connecteur Axial. Dans les systèmes, tels que les composants tels que les interfaces de connecteur d'émetteur, la non - linéarité résulte d'un mauvais contact entre les interfaces de circuit ou d'une contamination sous forme de saleté ou d'oxydation de la surface métallique, entraînant une incohérence du métal avec le métal. Lorsque ces surfaces métalliques mal contactées ou contaminées sont soumises à une tension et ont une densité de courant élevée, leur non - linéarité produira des produits PIM dans le circuit.
Des recherches approfondies sur les matériaux de circuit ont montré que le PIM est plus causé par la conception d'un circuit, d'un composant ou d'un système que par les caractéristiques du matériau de circuit lui - même, telles que la constante diélectrique et les pertes diélectriques. Cependant, choisir le bon matériau de circuit peut aider à maintenir les niveaux de PIM bas, et la clé pour réduire le PIM est la surface métallique dans la conception. Une carte avec une surface en feuille de cuivre lisse et une interface diélectrique en cuivre présentera un PIM inférieur à une carte avec une surface en feuille de cuivre rugueuse. En raison de cette caractéristique du matériau, les concepteurs à la recherche d'une antenne de carte de circuit imprimé (PCB) avec un faible PIM peuvent choisir un stratifié de circuit avec une rugosité de surface de cuivre minimale à l'interface cuivre - diélectrique - substrat.
La carte ro4534⢠de Rogers PCB Treasure a été sélectionnée pour l'expérience PIM. Ro4350b est un faible PIM, niveau d'antenne, haute fréquence circuit stratifié avec un faible facteur de perte de 00027 à 10 GHz et une valeur DK de 3,4 ± 0,08. Pour explorer le rôle des matériaux de circuit dans la performance PIM haute fréquence, trois types différents de circuits microruban ont été conçus sur le même circuit ro4534â ¢ laminé pour comparer comment les différences dans la structure du circuit sur le même matériau affectent la performance PIM.
Ces trois types de circuits sont des lignes de transmission microbande, des filtres passe - bande à couplage de bord (BPF) et des filtres passe - Bas à impédance étagée (LPF). Les densités de courant des trois circuits sont différentes, tout comme les performances PIM. Une ligne de transmission microruban avec une densité de courant minimale de 4,5 A / M a un PIM minimum de - 157 DBC. Le BPF a une densité de courant élevée de 23 A / M dans sa Section de couplage de bord et les performances PIM des trois circuits sont les pires à - 128 DBC. Entre les deux, la performance PIM du LPF (12a / M), dont la densité de courant tombe entre la ligne de transmission microbande et le BPF, est également comprise entre les deux autres circuits, à - 143 DBC.
La grande différence dans les performances PIM des circuits fabriqués à partir du même ensemble de matériaux de carte suggère que ce sont les circuits, et non les matériaux, qui contribuent à la différence PIM. Les différences dans la structure du circuit entraînent des différences dans la densité de courant et des effets sur la linéarité du circuit, ce qui entraîne des différences dans les performances PIM. Par exemple, le circuit le plus simple – une ligne de transmission microruban – a la densité de courant la plus faible et les meilleures performances PIM. Essentiellement, les circuits capables d'atteindre des propriétés linéaires ont d'excellentes propriétés PIM, tout comme les structures de circuits moins linéaires auront des propriétés PIM médiocres même avec le même matériau de circuit.
Bien que l'Intermodulation passive ne soit pas une propriété essentielle des matériaux de circuits, Rogers a étudié et analysé les propriétés d'intermodulation passive des matériaux de circuits au niveau des antennes pendant un certain temps (17 ans). Pendant ce temps, une grande base de données de résultats de test peut nous aider à mieux comprendre les circuits fabriqués sur ces matériaux et les matériaux eux - mêmes, et nous aider à mieux comprendre ces matériaux et l'impact de la puissance du signal et de la densité de courant sur les performances PIM des PCB, aidant ainsi nos clients à développer des antennes PCB à faible PIM et d'autres conceptions de circuits passifs. Un filtre par exemple. Ainsi, les matériaux de qualité antenne de rogersâ, tels que le stratifié ro4534â, peuvent offrir des performances PIM constantes et prévisibles sur une large gamme de fréquences, ce qui permet de concevoir diverses structures de circuits avec la linéarité la plus élevée.
Avez - vous des questions sur la conception ou l'usinage de circuits PCB haute fréquence? Les experts de la société IPCB peuvent vous aider de manière pertinente.
