PCB 기술 - 고주파 회로기판: 마이크로밴드선과 접지공면파도의 비교

회로 설계에 가장 적합한 PCB 고주파 회로 기판 재료를 선택할 때 고주파 회로 기판 설계자는 일반적으로 회로의 성능 변화, 물리적 크기 및 전력 수준을 고려해야 합니다.서로 다른 전송선 기술의 선택은 마이크로밴드 또는 접지공면파도(GCPW)를 사용하는 등 고주파 회로기판 회로 설계의 최종 성능에 영향을 줄 수 있다.대부분의 설계자들은 고주파 마이크로밴드선과 고주파 회로기판의 밴드선 사이의 뚜렷한 차이를 알고 있지만, 접지 고주파 회로기판 설계에서의 공면파도는 전통적인 마이크로밴드선과 크게 다르다.

접지 공면 전도는 고주파 마이크로파 주파수판 회로 설계자의 설계에 많은 이점과 편리함을 가져다 줄 수 있다.서로 다른 회로를 선택할 때 서로 다른 PCB 고주파 회로 기판 (마이크로웨이브 무선 주파수 기판) 재료가 마이크로밴드 선과 접지 공면 전도 회로에 미치는 영향을 이해하는 것이 매우 도움이 된다.두 회로의 서로 다른 구조는 다음 그림과 같습니다.

고주파 회로기판이 설계한 마이크로밴드 회로의 구조는 신호 도선이 전매질층의 상단에서 처리되고 접지 도체 표면이 전매질층의 하단에 있다는 것을 알 수 있다.접지의 공면 전도 구조에서 개전층 밑부분의 접지 평면 외에 개전층의 윗부분에 두 개의 추가 접지가 추가되었고 신호 도체는 이 두 접지 평면에 있으며 서로 간격이 있다.상단 및 하단 접지 평면은 일관된 접지 성능을 위해 금속으로 구멍 연결을 채웁니다.이밖에 이음매 등 회로의 불연속성의 일치성을 확보하기 위하여 많은 접지공면전도회로는 접지모선을 사용하여 두 최상층접지도체간의 전기련결을 실현한다.

두 전송선 기술의 차이점은 접지 공면 전도에서 상단 접지 도체와 신호 도체 사이의 작은 간격은 회로의 낮은 임피던스를 실현할 수 있으며 간격을 조정하여 회로의 임피던스를 변경할 수 있다는 것이다.접지 도체와 신호 도체 사이의 거리가 증가함에 따라 임피던스도 증가할 것이다.접지 공면 전도의 상단 접지 도체와 신호 도체 사이의 거리가 증가하면 접지 도체가 회로에 미치는 영향은 줄어든다.간격이 충분할 때, 접지 공면 전도 회로는 마이크로밴드 회로와 유사하다.

무엇때문에 일부 송전선로는 기타 송전선로기술보다 우세한가?분명히 접지공면파도에 비해 미대선구조는 간단하고 처리와 컴퓨터모델링에 더욱 편리하다.고주파 회로기판의 마이크로밴드와 밴드선은 마이크로웨이브 주파수 대역에서 가장 자주 사용하는 전송선 기술이지만 밀리미터파 주파수 대역에서는 마이크로밴드와 밴드선 회로의 손실이 증가한다.이는 30GHz 이상의 대역에서 이 두 가지 전송선 기술의 효율성을 감소시킵니다.그러나 접지 공면 전도는 견고한 접지 구조를 가지고 있으며 고주파 대역에서 비교적 낮은 손실을 가지고 있다.이는 밀리미터파 대역 또는 100GHz 이상의 대역 설계에 잠재적인 이점과 안정적인 성능을 제공합니다.

PCB 고주파 회로기판 재료의 유효한 개전 상수는 50옴의 특성 임피던스와 같은 회로 구조의 크기를 결정합니다.예를 들어, 로저스 고주파 보드 RO4350B 탄화수소 세라믹 회로 재료 마이크로 밴드 전송선을 기반으로 50 옴 특성 임피던스 조건에서의 로저스 고주파 보드의 회로 폭은 재료의 개전 상수 3.48을 기반으로 합니다.그러나 이 재료를 사용하는 접지공면파도의 경우 유효개전 상수가 낮아진다.전자장은 PCB 고주파 회로기판의 개전 재료가 아닌 회로 위의 공기에 더 많이 분포되기 때문에 접지공면파도의 유효 개전 상수는 마이크로밴드선보다 낮아진다.접지공면파도와 미대선의 유효개전상수간의 차이는 또 접지공면안테나의 개전두께와 최상층의 신호선과 지간의 간격에 의해 결정된다.

PCB 고주파 회로기판 재료는 고주파 마이크로밴드 또는 접지 공면 전도 전송선 기술을 사용하기로 선택할 때 어떤 역할을 합니까?매체 상수(Dk) 및 매체 상수 일관성과 같은 재료 매개변수는 전송선의 전기 성능에 영향을 미칩니다.전자장은 개전 상수가 Dk인 재료 내부와 외부에서 전파될 수 있기 때문에 회로 구조에서의 전파 패턴이 다르기 때문에 회로 재료의 유효한 개전 상수에 영향을 준다.상단 전송선과 하단 접지 평면의 마이크로밴드 회로 구조의 경우, 그 전자장은 주로 두 금속 평면 사이의 전매체 재료 내부에 분포되어 있으며, 신호 도체의 가장자리에 집중되어 있다.따라서 마이크로밴드 회로의 유효한 개전 상수는 PCB 재료의 개전 상수치와 밀접한 관련이 있다.예를 들어 로저스사의 RO4350B 탄화수소 세라믹 PCB 재료의 경우 10GHz에서 z(두께) 방향 개전 상수의 공정 기준치는 3.48이며, 전체 재료의 개전 상수 편차는 ±0.05를 유지한다.

PCB 고주파 회로기판 가공 요소가 마이크로밴드 회로에 미치는 영향은 접지 공면 전도 회로에 미치는 영향보다 작다.예를 들어, PCB 구리 두께 차이는 마이크로밴드 회로의 성능에 큰 영향을 미치지 않지만 접지 공면 전도 회로의 성능에 영향을 줄 수 있습니다.마이크로밴드 회로의 경우 두꺼운 PCB 구리 두께는 삽입 손실만 약간 줄이고 회로의 유효 개전 상수를 낮춥니다.접지의 공면전도회로의 경우 비교적 두꺼운 PCB 동층의 두께는 상단접지신호선과 지면사이의 전자장을 증가시켜 접지공면전도회로 상단의 공기중의 전자장분포를 증가시킨다.공기 중의 전자장 분포의 증가는 비교적 두꺼운 PCB 동층 두께와 PCB의 유효 개전 상수를 사용하는 접지 공면 전도 회로의 회로 손실을 현저하게 감소시킨다.

비록 마이크로밴드선이 고주파와 밀리미터파 주파수대에서 비교적 높은 복사손실을 가지고있고 고급모식억제를 실현하기 어렵지만 마이크로밴드선은 여전히 마이크로밴드대역폭이 상대적으로 좁은 회로에 적용될수 있다는것을 발견할수 있다.반면 마이크로밴드 회로는 PCB 고주파 회로 기판의 가공 공정 및 구리 층의 두께와 두께 차이에 상대적으로 민감하지 않다.이에 비해 접지공면파도는 밀리미터파 대역에서 상대적으로 낮은 방사능 손실을 가지고 있으며 양호한 고급 모드 억제를 실현할 수 있어 접지공면광파도가 30GHz 이상의 후보 전송선 기술이 되었다.또한 접지 공면 전도 회로는 PCB 고주파 회로 기판의 가공 공정과 편차에 대한 요구가 상대적으로 낮기 때문에 접지 공면 전도파는 고주파 대역에서 대규모로 생산하고 응용하기에 적합하다.