微波技術 - 微波和射頻PCB的選擇

隨著無線通訊和寬頻網路的發展，印刷電路板不再是簡單地在一些絕緣基板上鋪設金屬線來實現互連。 在許多情况下，基板和金屬導體已成為功能元件的一部分。 特別是在射頻應用中，元件與基板相互作用。 囙此，印刷電路板的設計和製造對產品的功能有著至關重要的影響。 如左圖1所示，微波板典型部分上的導體是元件。

我們 印刷電路板 製造商也更多地參與與設計相關的事情, 尤其是在高頻高速訊號傳輸中. 類似地, 設計師必須深入瞭解 印刷電路板 制造技術，以全面生產合格的高性能產品 印刷電路板.

從這個問題開始，我們將介紹一些我們經常接觸的參數，並進行一些由淺入深的技術討論，希望加深設計與製造之間的溝通與交流。

1、介電常數

介電常數（DK，µ，Er）决定電信號在介質中傳播的速度。 電信號的傳播速度與介電常數的平方根成反比。 介電常數越低，訊號傳送速率越快。 讓我們做一個影像類比。 我只想讓你在海灘上跑步。 水深淹沒了你的脚踝。 水的粘度是介電常數。 水的粘性越大，介電常數越高，你跑得越慢。

介電常數很難量測或定義。 它不僅與介質本身的特性有關，還與試驗方法、試驗頻率、試驗前和試驗過程中的資料狀態有關。 介電常數也會隨著溫度的變化而變化。 在開發一些特殊資料時，考慮了溫度因素。 濕度也是影響介電常數的一個重要因素，因為水的介電常數是70，少量的水會引起顯著的變化

以下是一些典型資料的介電常數（1MHz）：

資料介電常數

可以看出，對於高速和高頻應用，最理想的資料是銅箔包裹的空氣介質， 厚度公差為+/-0.00001 “。作為一種資料開發，每個人都在朝著這個方向努力。例如，Arlon專利開發的泡沫覆層非常適合基站天線的應用。然而，並非所有的設計都是基於介電常數越小越好的事實。這通常取決於一些實際設計。一些需要非常小體積的電路通常需要具有 高介電常數，如Arlon的AR1000，用於小型化電路設計。 一些設計，如功率放大器，通常使用介電常數為2.55（如Arlon diclad527、ad255等）或介電常數為3.5（如AD350、25N/FR等），也有介電常數為4.5（如ad450）的設計，主要從FR-4設計改為高頻應用，希望使用以前的設計

介電常數除了直接影響訊號的傳送速率外，還在很大程度上决定了特性阻抗。 在微波通信中，不同部分的特性阻抗匹配尤為重要。 如果存在阻抗失配，阻抗失配也稱為VSWR（駐波比）

.

CTE：由於介電常數隨溫度變化，微波應用中使用的資料通常在室外甚至太空環境中，囙此CTE（ER的熱係數）也是一個關鍵參數。 一些用陶瓷粉填充的PTFE可以具有很好的特性，如CLTE

2、損耗、損耗角正切、DF公司、色散係數

除了介電常數外，損耗因數也是影響資料電特性的一個重要參數。 介質損耗也稱為損耗角正切、損耗因數等。它指的是介質中訊號的損耗或能量損耗。 這是因為當高頻訊號（它們在正負相位之間不斷變化）通過介電層時，介質中的分子試圖根據這些電磁訊號定向，儘管事實上，因為這些分子是交聯的，不能真正定向，但頻率的變化使分子不斷移動， 產生大量熱量，導致能量損失。 一些資料，如PTFE分子，是非極性的，囙此它們不會受到電磁場的影響，損耗很小。 同樣，損耗係數也與頻率和測試方法有關。 一般規律是頻率越高，損失越大

最直觀的例子是變速箱的功耗。 如果電路設計損耗小，電池壽命可以顯著提高； 接收訊號時，使用有耗資料來新增天線對訊號的靈敏度，使訊號更清晰

常用的FR4環氧樹脂（dk4.5）極性較强。 在1GHz時，損耗約為0.025，而PTFE基板（dk2.17）的損耗為0.0009。 與玻璃填充聚醯亞胺相比，石英填充聚醯亞胺由於矽含量高，不僅介電常數低，而且損耗低。