1, Core Charakterystyka płytki obwodu mikrofalowego RF
Microwave RF PCB jest zaprojektowana specjalnie dlawysoka częstotliwośćTransmisja sygnału (zwykle odnosząc się do 300 MHz ~ 300 GHz), a jej podstawowe charakterystyki bezpośrednio określają granicę wydajności systemów komunikacyjnych, radarów, satelitów i innych urządzeń.
1. Zdolność transmisji niskiej straty dla sygnałów o wysokiej częstotliwości
Niska strata dielektryczna (DF): Media o niskiej stratach, takie jak PTFE (PolyTetrafluoroetylelen) i Ceramiczne wypełniacze (takie jak Rogers RO4 0 0 seria 0), z wartościami DF tak niskimi jak 0. 001-0. 003 (zwykłe FR4's Df ≈ w podłożu.
Niska utrata przewodu: procesy oczyszczania powierzchni (takie jak osadzanie się srebra i złota) optymalizuj chropowatość folii miedzi (RA<0.5 μ m) and suppress signal attenuation caused by skin effect.
Przypadek: 5G stacja bazowa 28 GHz Pasmowa tablica antenowa wymaga DF<0.002 and copper foil roughness Ra ≤ 0.3 μ m, otherwise the signal transmission distance will be significantly shortened.
2. Dokładna kontrola i stabilność impedancji
Spójność stałej dielektrycznej (DK): Tolerancja DK na płycie powinna być kontrolowana w ± {0}}. 05 (Zwykłe PCB pozwalają ± 0,5) zapewnić dopasowanie impedancji między liniami mikropaskowymi i paskami (zwykle 50 ω lub 75 ω).
Proces laminowania wielowarstwowego: poprzez ściśle kontrolowanie temperatury laminowania, ciśnienia i czasu, unika się niedopasowanie impedancji spowodowane fluktuacjami grubości warstwy dielektrycznej.
Punkty projektowe: Użyj oprogramowania do symulacji pola elektromagnetycznego (takiego jak HFSS) do modelowania, połącz z wektorowym analizatorem sieci (VNA) do pomiaru parametrów S i prawidłowe błędy impedancji.
3. Doskonała kompatybilność elektromagnetyczna (EMI/EMC)
Projektowanie warstwy uziemienia: płyta wielowarstwowa przyjmuje strukturę kanapkową „sygnał uziemienia”, która chroni przesłuch o wysokiej częstotliwości przez tablicę ogrodzenia.
Supresja rezonansu: optymalizuj układ obwodu, aby uniknąć długości linii przesyłowej zbliżającej się do długości fali λ/4 (co może łatwo powodować rezonans fali stojącej).
Typowy problem: niewłaściwa konstrukcja przez hole w płytkach radarowych fali milimetrowej może powodować odbicie fali elektromagnetycznej, wymagając zastosowania technologii wiercenia pleców w celu wyeliminowania nadmiaru filarów miedzianych.
4. Stabilność w wysokiej temperaturze i zarządzanie termicznie
Niski współczynnik rozszerzalności cieplnej (CTE): CTE ceramicznych substratów (takich jak Al ₂ O3) wynosi około 6 ppm/ stopnia (blisko miedzi), aby uniknąć pękania stawu lutowniczego w cyklu temperatury.
Projekt kanału rozpraszania ciepła: Wbudowana miedziana moneta i podłoże metalowe (takie jak substrat aluminiowy) są używane do szybkiego rozpraszania ciepła z urządzeń zasilania RF.
Scenariusz zastosowania: W modułach wzmacniacza mocy (PA) urządzenia GAN mają wysoką gęstość cieplną do 10 W/cm ², a wewnętrzne warstwy miedzi muszą być podłączone przez termiczne przelotki w celu rozpraszania ciepła.
2, zasada pracy mikrofalPłytka obwodów RF
Istotą obwodu RF mikrofalowego jest system propagacji fal elektromagnetycznych w przewodach i mediach, a jego zasada pracy obraca się wokół optymalizacji ścieżek transmisji sygnału i wydajnej konwersji energii.
1. Tryb transmisji sygnałów o wysokiej częstotliwości
Teoria linii transmisji mikrofalowej:
MicroStrip: górna linia sygnału+dolna warstwa uziemienia, odpowiednia dla wzorów poniżej 10 GHz, niski koszt, ale wysoka utrata promieniowania.
Linia paska: linia sygnału jest osadzona między dwiema warstwami warstw uziemienia, z dobrym złożonością przetwarzania, ale wysoką złożonością przetwarzania.
Coplanar waveguide (CPW): The signal line and ground plane are in the same plane, suitable for integrated design in the millimeter wave frequency band (>30 GHz).
2. Współpraca między aktywnymi i pasywnymi komponentami
Komponenty pasywne:
Filtr: Korzystając z zasady rezonansu LC do odfiltrowania szumu pasma, układ powinien uniknąć rozproszonego sprzężenia pojemnościowego.
Podział mocy: osiąga równy rozkład amplitudy sygnałów poprzez sieć transformacji impedancji, wymagając błędu spójności fazowej<1 °.
Aktywne komponenty:
Puszki RF (takie jak MMICS): bezpośrednio przylutuły się na PCB, polegając na podkładkach o wysokiej precyzyjnej i impedancji w celu zmniejszenia straty powrotnej.
Rzeczywiste dane testowe: w module odbierającym KU (1218 GHz) strata wstawienia filtra musi być<0.5dB, and the standing wave ratio (VSWR) needs to be<1.5:1.
3. Uziemienie i kontrola pola elektromagnetycznego
Integralność płaszczyzny naziemnej: ciągła warstwa gruntowa na dużym obszarze zapewnia pętlę o niskiej impedancji, a do izolacji stosuje się kulki magnetyczne do izolacji podczas podziału gruntu analogowego/cyfrowego.
Ograniczenie graniczne pola elektromagnetycznego: Ograniczanie dyfuzji pola elektromagnetycznego przez puszki ochronne lub za pomocą tablic ochronnych.
Przypadek awarii: Satelitarna płyta komunikacyjna doświadczyła zmniejszenia wzrostu anteny z powodu złamania warstwy uziemienia, które zostało tymczasowo naprawione za pomocą przewodu skoku i przywrócona do normy.