PCB Teknik - RF yüksek güç uygulamaları için PCB materyalleri seçiyor

RF yüksek güç uygulamaları için PCB materyalleri seçiyor

Temel istasyonlarla ilgili bir şey olmayan yüksek güç PCB uygulamaları var ama en yüksek güç PCB uygulamaları temel istasyonun güç amplifikatörlerine bağlı. Böyle yüksek güç RF uygulamalarını tasarladığında birçok düşünce yapmalıdır. Bu makale PCB tabanlı temel istasyon güç amplifikatörlerinin uygulamasına odaklanıyor, ama burada tartışan temel fikirler diğer yüksek güç uygulamalarına da uygulanıyor.

En yüksek güçlü RF uygulamaları sıcak yönetimi sorunları var ve iyi termal yönetimi bazı temel ilişkileri düşünmeli. Örneğin, kaybıyla ilgili, sinyal gücü devre girdiğinde devre yüksek kayıtla devre yüksek ısı oluşturacak; Diğeri frekanslara bağlı, frekansları daha yüksek, daha sıcaklık oluşturulacak. Ayrıca, tüm dielektrik materyallerin ısının artması dielektrik materyalinin Dk (dielektrik konstantlerinin) değişikliğine neden olur, yani dielektrik konstantlerin (TCDk) sıcaklığının koefitörü. Kaybın değişiklikleri devre sıcaklığında değişikliklere yol açtığı için sıcaklığın değişiklikleri Dk'de değişikliklere yol açar. Bu Dk değişiklikleri TCDk tarafından sebep olan RF devresinin performansını etkileyecek ve sistem uygulamalarına etkileyebilir.

Sıcak kaybı ilişkisi için, farklı maddeler ve uygun PCB özellikleri düşünebilir. Bazen tasarımcılar PCB uygulamaları için düşük kaybı maddeleri seçtiğinde sadece dağıtım faktörünü (Df veya kaybı tangens) düşünebilirler. Df sadece materyalin dielektrik kaybıdır, ama devrede başka kaybetler var. Radyo frekansı performansıyla ilgili devre toplam kaybı giriş kaybıdır. İçeri kaybı dört kayıplardan oluşur. Bu, dielektrik kaybının, yönetici kaybının, radyasyon kaybının ve sıçrama kaybının toplamıdır.

0,002 Df ve çok yumuşak bakır yağmuru ile çok düşük kaybı maddeleri kullanan çevreler, yaklaşık düşük yerleştirme kaybı olacak. Ancak, aynı düşük kayıp maddeleri ile aynı devre hâlâ kullanılırsa, fakat düşük bakar yerine büyük sert bir elektrolik bakır (ED) kullanımı, içeri kaybının önemli bir arttırılmasına sebep olur.

Bakar yağmurunun yüzeysel ağırlığı devrelerin kaybına etkileyecek. Kaybıyla ilgili yüzeysel zorluk, laminat işledildiğinde bakar-dielektrik arayüzündeki bakar yağmurunun yüzeysel zorluk olduğunu açıklamalı. Ayrıca, devrede kullanılan ortam daha ince olursa bakar yağmur yüzeyi daha yakın olacak. Bu zamanlar, bakra yağmurunun yüzeysel a ğırlığı, yaklaşık kalın bir ortamdan daha büyük bir etkisi olacak.

Yüksek güçlü RF uygulamaları için sıcak yönetimi genellikle ortak bir problemdir, ve düşük Df ve düşük bakır yağmurla laminat seçmek daha faydalı. Ayrıca, genelde yüksek sıcak davranışla laminat seçmek akıllı bir şey. Yüksek ısı süreci devrelerden sıcaklığı sıcaklığa geçirecek.

Frekans-sıcaklık ilişkisi, iki frekans ile aynı RF gücünü tahmin ederek, frekans arttığında daha fazla ısı üretilecek. Rogers PCB tarafından bir örnek olarak yapılan bazı sıcak yönetim deneylerini kullanarak, 80 w RF gücü 3,6 GHz'de yaklaşık 50ÂC'dir. Aynı devre 6,1 GHz frekansında 80w güç ile teste edildiğinde sıcaklık yükselmesi yaklaşık 80°C'dir.

Sıcaklığın frekanslarını arttırmasına neden birçok sebep var. Bir sebepten biri, maddelerin Df'i frekans arttığı sürece arttıracak ve bu durum daha fazla dielektrik kaybına yol açacak ve sonunda giriş kaybını ve ısını arttıracak. Başka bir sorun şu ki, yönetici kaybı frekans ile artıyor. Yönetici kaybının arttığı neredeyse derin derinliğin in arttığı frekans ile azalması nedenidir. Ayrıca, frekans arttığında, elektrik alan daha yoğun olacak ve devre alanında daha büyük güç yoğunluğu olacak, bu da ısı arttıracak.

Sonunda, bu makalede bir materyal TCDk'i birçok kez bahsetmiştir. Dk sıcaklığıyla değişiyor ve sık sık gözden kaçınılan materyal özelliğinin varisi. Elektrik amplifikatör devreleri için, eşleşen ağlar için tasarımda 1/4 dalga uzunluğu çizgiler var ve bu ağlar Dk fluksiyonlarına çok hassas. Dk önemli değişikliklerinde, 1/4 dalga uzunluğu eşleştirme değişecek, bu yüzden güç amplifikatörünün etkinliğinde değişiklik yaratıyor. Bu çok istemez.

Kısa sürede, yüksek güçlü RF uygulamaları için yüksek frekans materyalini seçtiğinde materyal düşük Df, relativ düşük baker yağmuru, yüksek ısı süreci ve düşük TCDk olmalı. Bu materyal özellikleri ve son kullanma ihtiyaçlarını düşündüğünde, birçok ticaret edilmesi gerekiyor. Bu yüzden, yüksek güçlü RF uygulamaları için materyaller seçtiğinde tasarımcıların materyal temsilcilerine temas etmesi her zaman akıllı.