마이크로웨이브 기술 - 마이크로웨이브 및 무선 PCB 선택

무선 통신과 광대역 네트워크의 발전에 따라 PCB는 더 이상 단순히 일부 절연 기판에 금속선을 깔아 상호 연결을 실현하는 것이 아니다.많은 경우 베이스와 금속 도체는 이미 기능 소자의 일부가 되었다.특히 무선 주파수 응용에서는 컴포넌트와 기판이 상호 작용합니다.따라서 PCB의 설계 및 제조는 제품의 기능에 중요한 영향을 미칩니다.왼쪽 그림 1에서 볼 수 있듯이 마이크로 웨이브 보드의 일반적인 부분의 도체는 컴포넌트입니다.

우리 PCB 제조업체들도 특히 고주파와 고속 신호 전송 방면에서 설계와 관련된 일에 더 많이 참여한다.마찬가지로 설계자는 반드시 PCB 제조공정을 깊이있게 료해해야만 합격되고 고성능의 PCB를 전면적으로 생산할수 있다.

이 문제를 시작으로 우리는 우리가 자주 접촉하는 매개변수를 소개하고 설계와 제조 사이의 소통과 교류를 심화시키기 위해 얕은 것에서 깊은 것으로 기술 토론을 진행할 것입니다.

1. 개전 상수

미디어 상수(DK, Isla, Er)는 미디어에서 전기 신호가 전파되는 속도를 결정합니다.전신호의 전파 속도는 개전 상수의 제곱근과 반비례한다.개전 상수가 낮을수록 신호 전송 속도가 빨라진다.우리 이미지 유추를 합시다.나는 단지 네가 해변에서 달리기를 하게 하고 싶다.물이 깊어서 너의 복사뼈가 잠겼다.물의 점도는 개전 상수이다.물의 점성이 클수록 개전 상수가 높아지고 운행 속도가 느려진다.

개전 상수는 쉽게 측정되거나 정의되지 않습니다.이는 미디어 자체의 특성뿐만 아니라 테스트 방법, 테스트 빈도, 테스트 전 및 테스트 프로세스의 재료 상태와도 관련이 있습니다.개전 상수도 온도의 변화에 따라 달라진다.특정 특수 재료를 개발할 때는 온도 요인을 고려합니다.습도도 개전 상수에 영향을 주는 중요한 요소이다. 왜냐하면 물의 개전 상수는 70이기 때문이다. 아주 적은 물은 현저한 변화를 일으킬 수 있다

다음은 일반적인 재료의 개전 상수(1MHz 아래)입니다.

재료 개전 상수

고속 및 고주파 응용에 가장 이상적인 재료는 동박으로 싸인 공기 매체임을 알 수 있습니다.두께 공차는 +/-0.0001"". 재료 개발의 일환으로 모든 사람들이 이러한 방향으로 노력하고 있습니다.예를 들어, Arlon이 특허로 개발 한 foamclad는 기지국 안테나 응용에 매우 적합합니다.그러나 모든 설계가 개전 상수가 작을수록 좋다는 사실에 근거한 것은 아닙니다.이것은 일반적으로 실제 설계에 달려 있습니다.매우 작은 회로 중 일부는 일반적으로 매우 작은 크기가 있어야합니다.Arlon의 AR1000과 같은 고매체 상수는 소형화 회로 설계에 사용된다.전력 증폭기와 같은 일부 설계는 일반적으로 2.55의 개전 상수 (예: Arlon diclad527, ad255 등) 또는 3.5의 개전 계수 (예: AD350, 25N/FR 등) 를 사용합니다. 또한 일부 개전 상수가 4.5인 설계 (예: ad450) 는 주로 FR-4 설계에서 고주파 응용으로 바뀌었으며 이전 설계를 사용하기를 원합니다.

개전 상수는 신호의 전송 속도에 직접적인 영향을 미치는 것 외에 특성 저항도 크게 결정한다.서로 다른 부분에서 특성 임피던스 일치는 마이크로파 통신에서 특히 중요하다.임피던스가 있는 경우 임피던스는 VSWR(주파비)이라고도 합니다.

。

Cter: 온도에 따라 개전 상수가 변하고 마이크로웨이브 응용 프로그램에 사용되는 재료는 일반적으로 실외 또는 공간 환경에 있기 때문에 Cter (ER의 열 계수) 도 중요한 매개 변수입니다.세라믹 파우더로 채워진 일부 PTFE는 CLTE와 같은 매우 좋은 특성을 가질 수 있습니다.

2. 손실, 손실각 탄젠트, DF, 색산인자

개전 상수 외에 손실 인자도 재료의 전기학적 특성에 영향을 주는 중요한 매개 변수이다.매체 손실은 손실각 정절, 손실인자 등이라고도 한다. 매체에서 신호가 손실되거나 에너지가 손실되는 것을 말한다.이것은 고주파 신호 (그들은 정상과 음상 사이에서 끊임없이 변화한다) 가 개전층을 통과할 때, 매체의 분자는 이러한 전자기 신호에 따라 방향을 정하려고 시도하기 때문이다. 비록 사실, 이 분자들은 교련되어 있기 때문에 진정으로 방향을 정할 수 없지만, 주파수의 변화로 인해 분자는 끊임없이 이동한다.대량의 열을 발생시켜 에너지 손실을 초래하다.PTFE 분자와 같은 일부 재료는 비극적이기 때문에 전자장의 영향을 받지 않고 손실이 적습니다.마찬가지로 손실 인자도 주파수 및 테스트 방법과 관련이 있습니다.일반적인 법칙은 주파수가 높을수록 손실이 크다는 것이다

가장 직관적인 예는 변속기의 전력 소비량이다.회로 설계 손실이 적으면 배터리 수명을 크게 높일 수 있습니다.신호를 수신할 때, 손실된 재료는 안테나의 신호에 대한 민감도를 증가시켜 신호를 더욱 뚜렷하게 하는 데 쓰인다

일반적으로 사용되는 FR4 에폭시 수지 (dk4.5) 는 상대적으로 강한 극성을 가지고 있습니다.1GHz에서 손실은 약 0.025이고 PTFE 라이닝(dk2.17)은 0.0009입니다.유리 충전 폴리아미드에 비해 석영 충전 폴리아미드는 개전 상수가 낮을 뿐만 아니라 실리콘의 함량이 순수하기 때문에 손실이 낮다.