PCBA Teknoloji - ​ Daha düşük PIM PCB anteneleri için devre tahtası malzemeleri seçiyorum

Çeşitli iyi özellikleri olan çeşitli devre masalları modern kablosuz iletişim sistemlerinin ihtiyaçlarına uyabilir ve PCB antenelerin temelini düşük bozukluğuyla yerleştirebilir.

Antenaların farklı şekilleri ve boyutları varsa bile, basılı devre tahtası (PCB) anteneleri büyüklüğünü azaltırken performanslarını değiştirmez tutabilir. Elbette, anteneler (PCB tabanlı anteneler dahil) bugün kalabalık sinyal çevresinde en iyisini gerçekleştirmek için en azından pasif intermodülasyon (PIM) göstericilerini sağlamak için tasarlanmalı ve üretilmeli olmalı.

PCB anteneleri için, düşük PIM indeksi anten tasarımına bağlı olmasına rağmen devre tahtası maddeleri de PCB antenin genel PIM performansına büyük bir etkisi var. Bu yüzden de radyo frekansiyeti (RF)/mikrodalgılık devre maddelerini nasıl seçeceğini düşünmek gerekiyor.

PIM çizgi bir diod benzeri etkisidir. İki ya da daha fazla sinyal birleştirildiğinde (örneğin, farklı yayıcılardan), gereksiz harmonik sinyaller oluşturulmuş. Bu ilave harmonik sinyallerin seviyesi yeterince yüksek ve alıcının alınabilir frekans menzili içine düştüğünde sorunlara sebep olabilir ve alıcının normal sinyalleri frekans grubunda etkileyebilir. PIM her uygulamayı etkilemeyeceğine rağmen, kablosuz iletişim sisteminin normal operasyonuna karıştırabilir, özellikle düşük seviye sinyallerini iyileştirmeye çalıştığında.

PCB antena

PCB şeklinde üretilen yüksek frekans anteneleri, basit dipoleden yüzük resonatörlerine ve Rotman lenslerine dayanan kompleks yapılara çok farklı yapılar olabilir. Daha popüler PCB antenelerinden biri, mikrostrip patch anteni, bu da özel frekans menzilinde basit ve kompakt bir anten yapısını tasarlayabilir (1. Şekil). Çoğu ürünler çoğu PCB patlama antenelerini veya rezonant yapılarını, ışık formlama ağlı (BFN) veya fazla seri antenelerini anlamak için kullanır ve elektronik ayarlamaları üzerinden radar veya iletişim sistemlerinin ince PCB anten yapılarının amplitüsü ve fazını kontrol ederler. Ve yöntem.

Millimeter dalgası (mmWave) frekansında kompleks planar PCB anteneleri de daha fazla dikkati çekiyor. Örneğin, otomatik elektronik güvenlik sistemlerinde kullanılan 77GHz gelişmiş sürücü yardım sistemi (ADAS) bu anteni kör noktalar tanıma, otomatik Braking sistemi ve çarpma karşı çarpma fonksiyonlarını sağlamak için kullanır. Bu sistemin düşük sinyal gücü yüzünden, ADAS alıcıları yolcularından ve diğer araçlardan refleks edilen radar echolarını güvenli olarak tanımak için yüksek duyarlıklarına güvenmeli.

Mikrostrup patlama antene birimi elektromagnet enerjisini (EM) özgür uzaya yayınlarken ve elektromagnet enerjisini alırken bağlantı devre (meselâ, alıcı) ile gönderir. Fakat patch sadece PCB anteninin bir parçası ve besleyici başka bir önemli parçası oluşturuyor. Besleyici, mikrostrip devresi ve elektromagnetik enerji almak için yayılan ve yayılan patlama arasında bir köprü olarak hareket ediyor. Fikirli olarak, patch yüksek radyasyon göstermesi gerekiyor, besleyicinin düşük radyasyon vardır, böylece devrelen enerjinin etkili aktarılmasını fark etmek için.

PIM stratejisi

Daha yüksek PIM olan Antennas, kablosuz iletişim sistemlerinde veri kaybedebilir (4G LTE kablosuz ağları gibi). Bu tür ağ, kablosuz kapatımı uzatmak için dağıtılmış Antenna Sistemine (DAS) bağlıdır. Yüksek frekanslarına rağmen ortaya çıkan 5G kablosuz ağ gerçekten aynı.

Geçici sistemindeki iki frekans bandlarında f1 ve f2 sinyal frekansları için PIM, n ve m tam sayıları olan nf1-mf2 ve nf2-mf1 karışık bir ürün. Böyle türevli PIM harmonikleri bazı kurallara göre klasifik edilebilir ve sıra, 2f1-f2 ve 2f2-f1 (Şekil 3) üçüncü sıradan komponentler gibi m ve n toplamına göre belirlenir. Üçüncü s ıradaki modülasyon ürünleri dikkatine değerli, çünkü onlar taşıyıcı sinyaline en yakın ve alıcının frekans grubuna düşebilirler. Eğer komponentlerin daha yüksek güç varsa, alınma bloklarına neden olabilirler.

PIM harmonik komponentinin amplitüsü sadece f1 ve f2 amplitüsünün bir fonksiyonudur, ama aynı zamanda PIM sırasının bir fonksiyonudur. PIM harmonik komponentlerin genişliği düzeni arttırırken azalır. Bu yüzden, 5, 7 ve 9. sıra PIM harmonik güç seviyeleri genellikle küçük ve alıcı performansına etkilemeyecek.

Ne kadar düşük güç seviyesi PIM olarak kabul edilebilir? Bu değer sistemden sisteme değişebilir. 4G LTE sistemleri için DAS ekipmanlarında dahil edilen pasif komponentleri (bağlantılar ve kablolar) kullanarak 145dBc genelde yeterince düşük. Genelde konuşurken, -140dBc veya daha yüksek PIM performansı fakir olarak kabul edilir, ama -150dBc genelde daha iyi ve -160dBc daha iyi.

Özellikle tasarlanmış mikrodalgılık aneksik odasındaki anten ve diğer pasif komponentlerin PIM seviyesini ölçünce -170dBc kadar düşük ses seviyesi karanlık test çevresindeki ses seviyesini a ştırabilir. İki +43dBm tek ton sinyalleri ölçülemek için kullanıldığında, çoğu PIM test karanlıklarının gerçek sesli seviyesi -165dBc.

Aynı anten, yayınlama ve alınma fonksiyonlarına ulaşmak için ortak bir besleyici kullandığında, düşük PIM özellikle önemlidir. Çünkü gönderici ve alıcı aynı sistemde bulundukları için, çoklu gönderilen sinyallerin lineer olmayan ürünlerin hep istenmeyen karşılaştırma dalgalarına yol verecektir. Bu büyüklüğü genelde alıcının performansını azaltmak için yeterli olduğu için çoklu gönderilen sinyallerin etkilenmeyen bir araya gelecek. PIM üzerindeki farklı materyal özelliklerinin etkisini anlamak PCB antenelerine PIM etkisini azaltır.

Çoğu durumda PIM devre düğümlerindeki eşit maddeler (solder joints ya da bağlantılar gibi) nedeniyle oluşan olsa da devre tahtası maddelerin özellikleri, çetin baker yağmur yüzeylerini ve farklı elektroplatıcı yüzeysel tedavilerini de etkileyebilir. Daha düşük ya da yüksek PIM seviyelerini üretin. Dört tahtasında bazı parametreler düşük PIM PCB anteneleri tasarlamak için kullanılabilir.

PCB materyallerinden yapılmış Antennas ve diğer pasif komponentler de yüzey patlamasından sonra PIM performansına etkilenecek. Ferromagnetik materyaller (nickel gibi) PIM performansını ciddiye etkiler. Emersion tin plating genelde boş bakar devrelerinden daha iyi PIM performansı vardır. Halbuki devreler kimyasal nickel altını kullanarak nickel yüzünden daha zayıf PIM performansı olacak.

Dört yüzeyinin temizliği mikrostrip antenelerin ve diğer pasif komponentlerin PIM performansını azaltmak için yararlı. Solder maskeleri olan daireler genelde sıfır bakra devrelerinden daha iyi PIM performansı vardır. Temiz devreler ve geri kalan ıslak kimyasal tedavi yok PIM performansını azaltmak için önemli temel. İyonik bağışlayıcı ya da kalıntılar türü devrede zavallı PIM performansına sebep olabilir.

Aynı şekilde devrelerin etkileme kalitesi de PIM performansını geliştirmek için çok önemlidir. Eğer bakra yağmur sürücüsü yeterince koruyulmadığında devreğin kenarında zorluk ve yandırılması sebebi olursa, bu durum da PIM performansını azaltır.

Devre tahtasının materyali dikkatli seçildiği sürece, pasif komponentler veya devrelerin PIM performansını geliştirmek mümkün. Ancak, düşük PIM maddeleri kullanılırsa bile, bazı devreler, yapıları PIM'e daha mantıklı olduğu için PIM performansını geliştiremeyebilir. Örneğin, Rogers Corp. bağlantı deneyler yapmak için 32.7 mil kalın RO4534 devre tahtası materyalini kullandı. Bu anten laminatının özellikleri: 3.4'den Dk, ±0.08'dan tolerans ve 10 GHz'de düşük kaybı faktörü (düşük kaybı) 0.1002'den.