Microwave Teknolojisi - SMA tuner'dan PCB'ye kadar radyo frekans sinyallerinin etkileyici faktörlerinin metodu analizi ve etkileyici

SMA tuner'dan PCB'ye kadar radyo frekans sinyallerinin etkileyici faktörlerinin metodu analizi ve etkileyici

PCB ile bağlanmış SMA tuner

Yüksek frekans enerjisini koksiyal bir bağlantıdan basılı devre tahtasına (PCB) aktarma süreci genellikle sinyal injeksiyonu denir ve özellikleri tanımlamak zordur. Enerji aktarımın etkileşimliliği farklı devre yapıları yüzünden çok değişir. PCB materyali, kalınlığı ve çalışma frekansları menzili gibi faktörler, bağlantı tasarımı ve devre materyalleri ile etkileşimi etkileyecek. Farklı sinyal injeksiyon ayarlarını ve RF ve mikrodalgılık sinyal injeksiyon metodlarının optimizasyon davalarını incelemek üzere performans geliştirilebilir.

Etkileşimli sinyal injeksiyonu elde etmek tasarımla bağlantılı. Genelde geniş grup optimizasyonu kısa grupdan daha zordur. Genelde, yüksek frekans injeksiyonu frekans arttığı sürece daha zorlaşır ve devre materyalinin kalıntısı arttığı ve devre yapısının karmaşıklığı arttığı sürece daha fazla sorunları olabilir.

1: Sinyal injeksiyon tasarımı ve optimizasyon

Koksiyal kablodan ve mikrostrip PCB'ye bağlantıcıdan sinyal injeksiyonu 1. Şekil olarak gösterilir. Koksiyal kablo ile elektromagnetik (EM) alan dağıtımı ve bağlantı cilindrik, PCB'deki EM alan dağıtımı düz veya düzgüncüdür. Bir propagasyon ortasından diğerine, alan dağıtımı yeni çevreye uyum sağlayacak ve anomalilere ulaşacak. Değişiklik ortam türüne bağlı. Örneğin, sinyal injeksiyonun koksiyal kablolardan ve bağlantılardan mikrostrip, tabanlı koplanar dalga rehberine (GCPW) veya strip çizgisine bağlı olup olmadığına bağlı. Koksiyal kablo bağlantısı türü de önemli bir rol oynuyor.

Şekil 1. Koksiyal kablolardan ve bağlantılardan mikrostrip ile sinyal injeksiyonu.

Optimizasyon birkaç değişkeni içeriyor. Koksiyal kablo/bağlantısı içindeki EM alanı dağıtımı anlamak faydalı, ama yeryüzü dönüşü de propagasyon ortamının bir parças ı olarak kabul edilmeli. Genelde bir propagasyon ortasından diğerine düz bir impedans geçişini fark etmek faydalı. İmparatorluk durmada kapasitet tepkisini ve etkileyici tepkisini anlamak devre davranışlarını anlamamıza izin verir. Eğer üç boyutlu (3D) EM simülasyonu gerçekleştirilirse, şu anda yoğunluk dağıtımı izleyebilir. Ayrıca radyasyon kaybıyla ilgili gerçek durumları hesaplamak en iyisi.

SMA tuner bağlantısı

Sinyal yayıcı bağlantısı ve PCB arasındaki toprak dönüşü sorun olmayabilir ve bağlantıdan PCB'ye kadar yeryüzü sürekli sürdürülür, her zaman bu durum değil. Genelde bağlantıcının metali ve PCB arasında küçük yüzeysel dirençliği var. Ayrıca, bu parçaların farklı parçalarını ve metallerini birleştiren solderin dükkanının elektrik yönetiminde küçük bir fark var. Aşık RF ve mikro dalga frekanslarında, bu küçük farklılıkların etkisi genelde küçük, ama daha yüksek frekanslarda performans etkisi harika. Yer dönüş yolunun gerçek uzunluğu, verilen bir bağlantı ve PCB kombinasyonu ile ulaşabilecek transmis kalitesini etkileyecek.

2.a Şekilde gösterildiği gibi, elektromagnet enerjisi bağlantıdan mikrostrip PCB'nin sinyal kablolarına aktarıldığında, yeryüzü dönüşü konektör evine geri dönüşünde kalın mikrostrip transmisi hattı için çok uzun olabilir. Yüksek bir dielektrik konstantiyle PCB materyallerin kullanımı yeryüzünün elektrik uzunluğunu arttıracak ve bu yüzden problemi yukarıya çıkaracak. Yolun uzatılması frekans bağlı sorunlarına sebep olacak. Bu yüzden yerel faz hızlığı ve kapasitet farklılıklarını üretecek. İkisi de değiştirme bölgesindeki impedans ile bağlantılı ve onu etkileyecek ve geri kaybının farklılığına sebep oldu. Görünüşe göre, yeryüzünün uzunluğu küçük olmalı, sinyal injeksiyon alanında impedans anomalisi yoktur. Lütfen, 2.a figüründe gösterilen bağlantının temel noktası devreğin altında sadece var ve bu en kötü durum. Çoğu RF bağlantıları sinyal ile aynı katta toprak pinleri var. Bu durumda, toprak patlaması da PCB'de tasarlanmış.

Görüntü 2b, mikrostrip sinyal injeksiyon devrelerine yerleştirilmiş bir koplanar dalga rehberini gösteriyor. Burada devreğin ana vücudu mikrostrup, ama sinyal injeksiyon alanı temel bir koplanar dalga rehberindir (GCPW). Koplanar emisyonu mikrostrip faydalıdır çünkü toprak döngülerini azaltır ve diğer faydalı özellikleri de var. Eğer sinyal kablosunun her iki tarafında toprak kablosu ile bağlantıyı kullanırsanız, toprak boşluğu performans üzerinde önemli etkisi var. Bu uzağın frekans cevabını etkilediğini gösterildi.

2. Şekil. Kalın mikrostrip yayınlama hattı devresi ve uzun yere b a ğlantıcı (a) sinyal injeksi devresine dönüş yolu, temel koplanar dalga rehberinden mikrostrip (b) tarafından.

Rogers â'nın 10 mil kalın RO4350B laminatına dayalı mikrostrup mikrostrup ile bir koplanar dalga rehberliğiyle deneyler yaptığında, farklı yerde uzaklığı ile koplanar dalga rehberliği ile bağlantı yapıldı fakat benzer diğer parçalar kullanıldı (görüntü 3). A bağlantısının temel aralığı yaklaşık 0,030 ve B bağlantısının temel aralığı 0,064. İki durumda, bağlantı aynı devre gönderir.

3. Şekil. Koplanar dalga rehberini mikrostrip devreyi kullanarak koksiyal bağlantılarla farklı alan araçlarıyla benzer limanlarla teste edin.

X eksi frekans, bölüme 5 GHz temsil ediyor. Mikrodalgılık frekansiyeti düşük olduğunda, performans eşittir, ama frekansiyeti 15'den yüksek olduğunda, devrelerin performansı daha büyük bir yerleştirme aralıyla daha kötü olacak. Konektör benziyor, fakat bu 2'lerin pin diametrileri "" modelleri biraz farklıdır, bu konektörün pin diametri b=""b üyük ve daha kalın PCB=">

Basit ve etkili bir sinyal injeksiyon optimizasyon metodu sinyal yayınlama bölgesindeki imfaz eşleşmesini küçültmek. impedans eğri arttığı basit olarak induktans arttığı yüzünden, impedans eğri düşürmesi kapasitenin arttığı yüzünden. 2.a Şekilde gösterilen kalın mikrostrip transmisi satırı için (PCB materyalinin dielektrik konstantünün düşük olduğunu tahmin ediyoruz, yaklaşık 3.6), kablo bağlantısının iç yöneticisinden daha geniş. Devre kablosunun ve bağlantı kablosunun büyük farklılığı yüzünden geçiş sırasında güçlü bir kapasitet mutasyonu oluşturur. Genelde, kapasitetli mutasyon, koksiyal bağlantıcının pipine bağlı olduğu yerde oluşturduğu boyutlu boşluğu azaltmak için devre kablosunu yavaşça çekerek azaltılabilir. PCB kablosunu sıkıştırmak, induktansını arttırır (ya da kapasitesini azaltır, böylece impedans eğrilerindeki kapasitetli mutasyonu değiştirmek için.

Farklı frekanslara etkisi düşünmeli. Uzun derecelendirme çizgileri düşük frekanslara daha hassas olacak. Örneğin, eğer dönüş kaybı düşük frekanslarda yoksul ve aynı zamanda kapasitetli bir impedans süpürüsü varsa, daha uzun bir hızlandırma çizgisini kullanmak daha uygun olur. Daha kısa bir dereceçen çizgisinin yüksek frekanslar üzerinde daha büyük etkisi vardır.

Koplanar yapıları için yakın yeryüzü uçakları yaklaştığında kapasite arttırır. Genelde sinyal injeksiyon alanının etkileyici kapasitesi, aralık sinyal hattı ve yakın yeryüzü uçağı arasındaki aralığı ayarlamak üzere uyumlu frekans grubunda ayarlanır. Bazı durumlarda, koplanar dalga rehberinin yakın toprak parçaları düşük frekans grubunu ayarlamak için farklı çizginin bir bölümünde daha genişliyor. Sonra, yüksek frekans grubuna etkilemek uzun değil. Genelde konuşurken, kablonun farklısını azaltmak duyarlığını arttıracak. Sıradan çizginin uzunluğu frekans cevabını etkiler. Koplanar dalga rehberinin yakın toprak parçalarını değiştirmek kapasitesini değiştirebilir. Plak boşluğu frekans cevabını değiştirebilir. Bu, kapasitenin değiştirmesinde önemli bir rol oynuyor.

2 örnek

4. Şekil basit bir örnek sağlıyor. 4.a görüntü uzun ve kısa kayıtlı hatlarla kalın mikrostrup transmisi hattıdır. Sıradan çizgi 0.018’ (0.46 mm) genişliğinde ve 0.110’ (2.794 mm) boyunca tahtın kenarında oluyor ve sonunda 0.064’ (1.626 mm) genişliğinde 50 Ω çizgi genişliğinde oluyor. 4.b ve 4.c çizginde, mezarlık çizginin uzunluğu daha kısa olur. Yerde kripta edilebilecek terminal bağlantısı seçildi ve çözülmedi, bu yüzden her durumda aynı iç yönetici kullanılır. Mikrostrip yayınlama satırı 2’ (50,8 mm) uzunluğudur ve 30mil (0,76 mm) kalın RO4350B üzerinde işleniyor mu? mikro dalga devreleri 3.66'in dielektrik konstantiyle laminat. 4.a Şekil'de mavi kurve, çok farklı olan yerleştirme kaybını temsil ediyor. Farklı olarak, 4.c figür S21'de en azından fluksiyonların sayısı var. Bu kurtlar, farklı çizginin kısa olduğunu gösterir, performansının yüksekliğini gösterir.

4. Şekil. Üç mikrostrip devrelerin farklı sınırları ile performansı; orijinal tasarım uzun ve kısa bir derece çizgi (a), derece çizginin uzunluğu (b) eksiltir ve derece çizginin uzunluğu (c) daha da eksiltir.

Belki de 4. Şekil'deki en etkileyici kurve kabloların, bağlantıların ve devrelerin (yeşil kurve) engellemesini gösterir. 4.a Şekil'deki büyük ileri dalga en yüksekliğinde koksiyal kable bağlı bağlantı limanı temsil ediyor. Ve eğirdeki diğer en yüksekliğin devenin diğer ucundaki bağlantıyı temsil ediyor. İmpadans eğri üzerindeki fluktuasyon, hızlı değiştirme çizgisinin kırılmasına sebep olur. İmparans eşleşmesinin geliştirilmesi, sinyal injeksiyon alanının hızlı değiştirme çizgisi daha genişliyor ve daha kısa olur. daha büyük derecede değiştirme çizgisi induktansını azaltır.

İçeri alanının devre boyutunu 2. mükemmel sinyal injeksiyon tasarımından daha fazla öğrenebiliriz. Bu devre aynı tahta ve aynı kalın kullanır. 4. Şekil deneyiminin kullanımıyla mikrostrip devrelerine bir koplanar dalga rehberliği 4. Şekil'den daha iyi bir etki oluşturdu. En açık gelişme, impedans eğrilerindeki etkileyici toprakları yok etmek. Aslında, bunun nedeni bazı etkileyici topraklar ve kapasitetli vadiler tarafındadır. Inaktif topraklarını küçültmek için doğru dereceçen çizgisini kullanın ve in çeksiyon alanında koplanar toprak çizgisini kullanın. Fig. 5'in giriş kaybı eğri Fig. 4c'den daha düzgün ve dönüş kaybı eğri de geliştirilir.

Mikrostrip devreleri, daha yüksek dielektrik konstanteleri, farklı kalınklar veya mikrostrip devreleri kullanarak PCB materyalleri kullanarak farklı tür bağlantılar kullanarak, 4. Şekil'de gösterilen örnek sonuçları farklıdır.

İşaretler: Sinyal injeksiyonu çok karmaşık bir problemdir, bu da farklı faktörler tarafından etkilenir.