Microwave Teknolojisi - Mikrodalga ve RF PCB seçimi

Kablosuz iletişim ve geniş banda ağlarının geliştirilmesiyle, PCB artık sadece birkaç izolatıcı substratlara bağlantısını fark etmek için metal kabloları koymuyor. Çoğu durumda, substratlar ve metal yöneticileri çalışan elementlerin bir parçası oldu. Özellikle RF uygulamaları içinde, komponentler altyapı ile etkileşir. Bu yüzden PCB tasarımı ve üretimi ürünlerin fonksiyonuna önemli bir etkisi var. Soldaki 1. Şekil olarak gösterildiği gibi, mikrodalga tabağının tipik bir parçasında yöneticiler elementlerdir.

Biz PCB üreticileri de tasarlama ile ilgili şeylerde daha fazla ilgileniyoruz, özellikle yüksek frekans ve yüksek hızlı sinyal transmisinde. Aynı şekilde tasarımcıların PCB üretim sürecinin derinliklerini anlaması gerekiyor ki, tamamen kaliteli ve yüksek performans PCB üretilmesi için.

Bu meseleden başlayınca, genellikle temas ettiğimiz bazı parametreleri tanıtacağız ve bazı teknik tartışmaları derinlere kadar derinlere çıkaracağız, tasarım ve üretim arasındaki iletişim ve değişim derinleştirmeyi umuyoruz.

1. Dielektrik konstant

Diyelektrik konstant (DK, ε, Er) ortamda elektrik sinyalin yayıldığı hızı belirliyor. Elektrik sinyal yayılmasının hızı, dielektrik konstantlerin kare köküne tersiyle proporcional. Diyelektrik konstantünü aşağıya düşürürse sinyal transmisi hızını daha hızlı. Görüntü analojisi yapalım. Sadece sahilde koşmanı istiyorum. Su derinlikleri bileklerini boğuyor. Suyun viskozitesi dielektrik konstantüdür. Suyun daha yüksek viskozu, dielektrik konstantlerin yüksekliğinde ve daha yavaş koştuğunuz şeydir.

Diyelektrik konstantı ölçülemek veya tanımlamak çok kolay değil. Sadece ortamın özelliklerine bağlı değil, test metodu, test frekansiyeti, test sırasında ve önceki materyal durumu ile bağlı. Diyelektrik konstantı da sıcaklığın değişikliği ile değişecek. Temperatura faktörü bazı özel materyaller geliştirmesinde hesaplanır. Humidity de dielektrik konstantünü etkileyen önemli bir faktördür. Çünkü su diyelektrik konstantı 70'dir ve küçük su önemli değişikliklere sebep olacak.

Diyelektrikler, bazı tipik materyallerin (1MHz'de) dielektrikler:

Materialin dikelektrik konstantı

Yüksek hızlı ve yüksek frekans uygulamaları için en ideal materyal bakra yağmurla kaplı hava ortamıdır. Ve kalın tolerans + / - 0,00001 Bir materyal geliştirme olarak, herkes bu yönde çalışıyor. Örneğin, Arlon patentesi tarafından geliştirilen foamclad, temel istasyon antene uygulaması için çok uygun. Ancak tüm tasarımlar, dielektrik konstantlerinin daha küçük olduğuna dayanılmaz, daha iyidir. Arlon'un AR1000 gibi yüksek dielektrik konstantleri, miniaturiz devre tasarımında kullanılır. Bazı tasarımlar, güç amplifikatörleri gibi, genellikle 2.55 (Arlon diclad527, ad255, etc.) diyalektrik konstantlerini kullanır (Ad350, 25N / FR, etc.) ya da 3.5 (gibi AD350, 25N / FR, etc.) diyalektrik konstantlerini kullanırlar. Ayrıca 4.5 (gibi ad450) diyalektrik konstantlerini kullanırlar. Genellikle FR-4 tasarımından yüksek frekans uygulamasına değiştiriler ve önceki tasarımı kullanmayı umuyorlar.

Sinyalin gönderme hızını doğrudan etkileyici olarak, dielektrik konstantü de özellikler imfazını büyük ölçüde belirliyor. Farklı parçalarda, özellikler imfaz eşleşmesi mikrodalgılık iletişimlerinde özellikle önemlidir. Eğer impedance eşleşmesi varsa, impedance eşleşmesi de VSWR olarak adlandırılır (duran dalga oranı)

Öyle mi?

Cter: Çünkü dielektrik konstant sıcaklığıyla değişir ve mikrodalgılık uygulamalarında kullanılan materyaller sık sık sık dışarıda ve hatta uzay çevresinde olur. Karakter (sıcaklık sıcaklığı) da anahtar parametridir. Ceramik pulutla dolu bazı PTFE, CLTE gibi çok iyi özellikleri olabilir.

2. Kaybı, kaybı tangens, DF, dağıtım faktörü

Diyelektrik konstantlerin yanında, kaybı faktörü materyallerin elektrik özelliklerine etkileyen önemli bir parametrdir. Diyelektrik kaybı da kaybı tangens, kaybı faktörü, etc. olarak bilinir. Orta veya enerji kaybında sinyal kaybına bağlı. Bu yüzden, yüksek frekans sinyalleri (sürekli pozitif ve negatif fazlar arasındaki değişiklikler) dielektrik katından geçtiğinde ortadaki moleküller bu elektromagnet sinyallerine göre yönlendirmeye çalışırken, gerçekten bu moleküller karışık bağlı ve gerçekten yönlendirilmez, ama frekans değişiklikleri sürekli hareket ediyor. Çok sıcaklık üretiyor, enerji kaybına sebep oldu. PTFE molekülleri gibi bazı materyaller, poler değildir, bu yüzden elektromagnet alanı etkilenmeyecek ve kaybı küçük. Aynı şekilde kaybı faktörü de frekans ve test metodlarına bağlı. Genel kanun, frekans daha yüksek, kaybın daha yüksek

En mantıklı örnek, yayınlığındaki enerji tüketimi. Eğer devre tasarımın kaybı küçük olursa, bateri hayatı önemli olarak artırılabilir. Sinyali alırken, kaybeden materyal antenin hassasiyetini sinyale arttırmak için kullanılır ve sinyali daha açık yapar.

Genelde kullanılan FR4 epoksi resin (dk4.5) relatively güçlü polarite sahiptir. 1GHz'de kaybı yaklaşık 0,025, PTFE substrat kaybı 0,0009. Bardak dolu poliimit ile karşılaştırıldığında, kvartz dolu poliimit sadece düşük dielektrik konstantı değil, aynı zamanda düşük kaybı da var, çünkü silikon içeriği temiz.