Transmisja sygnału na płycie RF: Świat fizyczny od MHz do GHz
Zakres częstotliwości sygnałów radiowych (RF) jest zwykle definiowany jako 300 kHz ~ 300 GHz. W tym szerokim paśmie częstotliwości sposób transmisji i charakterystyka sygnałów na płytkach drukowanych ulegną zasadniczym zmianom wraz ze wzrostem częstotliwości. Poniżej rozbijemy tę kwestię na kilka podstawowych wymiarów.
1, Dwa podstawowe tryby transmisji na płycie RF
Sygnały RF na płytkach drukowanych nie mają tylko jednego „trasowania”, ale można je głównie podzielić na dwie kategorie w oparciu o różne metody sprzęgania energii:
1. Transmisja przewodzona - idąca wzdłuż drutu
Energia jest ograniczona w strukturze linii przesyłowej i rozchodzi się wzdłuż ośrodka pomiędzy przewodnikiem a płaszczyzną odniesienia. Jest to główna metoda transmisji sygnału na płycie RF i na niej opiera się wzajemne połączenie między chipami oraz między chipami i antenami.
Istota: Prowadzenie sygnału i płaszczyzna odniesienia tworzą razem system falowodowy dla fal elektromagnetycznych.
Obowiązujące scenariusze: połączenie na poziomie płytki, sieć dopasowująca, obwód filtrujący
Kluczowe wymagania: Charakterystyczna kontrola impedancji (zwykle 50 Ω jednoprzewodowe/100 Ω różnicowe).
2. Transmisja promieniowana - przemieszczająca się w przestrzeń kosmiczną
Kiedy długość linii transmisyjnej jest porównywalna z długością fali sygnału, energia elektromagnetyczna uwolni się z ograniczeń przewodnika i wypromieniuje w przestrzeń w postaci fal elektromagnetycznych.
Istota: Zmieniające się pola elektryczne i magnetyczne pobudzają się nawzajem i samopodtrzymują się w przestrzeni.
Obowiązujące scenariusze: transmisja/odbiór antenowy, komunikacja bezprzewodowa
W przypadku projektowania na poziomie płytki promieniowanie zwykle wymaga tłumienia (wymagania EMC), a jedynie część anteny jest celowo zaprojektowana jako źródło promieniowania.
2, Struktura linii przesyłowej rdzenia na płycie RF
Sygnały RF na płytkach drukowanych są prowadzone głównie przez następujące trzy typy płaskich struktur linii przesyłowych:
1. Najczęściej stosowany mikropasek -
   |
Struktura: Górna/dolna folia miedziana sygnałowa + dolne podłoże dielektryczne + dolna płaszczyzna uziemiająca
Tryb transmisji: Tryb Quasi TEM (ze względu na asymetryczny rozkład pola z powietrzem powyżej i medium poniżej)
Zalety: Prosta konstrukcja, łatwa integracja i debugowanie, duża prędkość propagacji sygnału
Wady: utrata promieniowania, podatność na zakłócenia
Obowiązujący zakres częstotliwości: szeroko stosowany od setek MHz do dziesiątek GHz