Wybór substratów PCB do scenariuszy satelitów, radarów i sterowania lotem powinien być dokładnie dopasowany do odpowiednich podstawowych pasm częstotliwości roboczych, wymogów tolerancji środowiskowej i długoterminowych celów w zakresie niezawodności i nie powinien ślepo dążyć do materiałów wysokiej klasy.
Dobór podłoża PCB do scen satelitarnych
Sceny satelitarne wymagają odporności na promienie kosmiczne i ekstremalne różnice temperatur w zakresie od -55 stopni do 125 stopni, a żywotność projektu zwykle przekracza 10 lat. Rdzeń gwarantuje spójność fazy sygnału i stabilność strukturalną.
Antena fazowana montowana satelitarnie. Warstwa RF: preferowane są Rogers RO4003C lub Taconic RF-3500, ze stabilnym Dk około 3,5, Df mniejszym lub równym 0,0037. Nadaje się do sygnałów o wysokiej częstotliwości powyżej 40 GHz, tolerancję impedancji można kontrolować w zakresie ± 1 Ω.
Uniwersalna warstwa kontrolna satelity: wykorzystuje strukturę o mieszanym ciśnieniu o wysokiej częstotliwości, taką jak HJY350A + S1000-M w połączeniu ze specjalną półutwardzoną folią, która równoważy niskie straty i wytrzymałość mechaniczną, jednocześnie zapewniając lekkość i redukcję masy.
Scenariusz o wysokiej niezawodności do eksploracji głębokiego kosmosu: wybór podłoża z czystego PTFE Tly-5, Dk=2.33,Df=0.0015. W przypadku ekstremalnych wahań temperatury współczynnik dryfu Dk wynosi mniej niż 0,5%, zapewniając długoterminową stabilność sygnału przez ponad 20 lat.
Wybór podłoża PCB dla sceny radarowej
Zakres częstotliwości roboczej systemu radarowego obejmuje pasmo X do fali milimetrowej 77 GHz, przy podstawowych wymaganiach dotyczących bardzo niskiej utraty sygnału, wysokiej przewodności cieplnej i unikania tłumienia transmisji sygnału o dużej mocy.
Radar samochodowy/powietrzny pracujący w paśmie milimetrowym 77 GHz: wybierz Rogers RO3003 lub RT5880, charakteryzujący się wyjątkowo niskimi stratami dielektrycznymi, umożliwiający bardzo precyzyjną transmisję sygnału na poziomie fal milimetrowych, zapewniający dokładność pomiaru radaru.
Radar z syntetyczną aperturą w paśmie X (SAR): Przyjmując schemat napięcia mieszanego RO4350B + RT5880, nie tylko spełnia wymagania dotyczące niskich strat, ale także poprawia przewodność cieplną podłoża, szybko rozpraszając ciepło wytwarzane przez wzmacniacz mocy RF.
Naziemny radar zdalnego ostrzegania: wybrano podłoże kompozytowe wypełnione ceramiką, takie jak Arlon AD450, Dk=3.4, wysoka wytrzymałość mechaniczna, odporna na długotrwałe działanie mgły solnej i wibracji na zewnątrz.
Dobór podłoża PCB do scenariuszy sterowania lotem
Podstawą systemu sterowania lotem jest ochrona przed wibracjami, wysoką temperaturą i zerowymi przerwami w sygnale, przy czym priorytetem jest integralność zasilania i niezawodność mechaniczna, bez ślepego poszukiwania pełnych materiałów o wysokiej częstotliwości.
Zwykłe sterowanie lotem dronem klasy konsumenckiej: Płyta o wysokiej Tg FR-4 i wartości Tg większej lub równej 170 stopni jest wybierana, aby uniknąć rozwarstwiania i deformacji pod wpływem wysokich temperatur w kabinie powyżej 70 stopni w okresie letnim. Koszt jest kontrolowany i spełnia wymagania łącza do transmisji danych 2,4 GHz.
Sterowanie lotem z precyzyjną nawigacją GNSS/RTK: substrat RO4350B jest używany lokalnie w kluczowej warstwie RF, aby zapewnić niskoszumową transmisję sygnałów nawigacyjnych w paśmie częstotliwości L1/L2, podczas gdy wysoka Tg FR-4 jest nadal wykorzystywana do równoważenia kosztów w pozostałych warstwach kontrolnych.
Sterowanie lotem klasy przemysłowej/do ciężkich zastosowań: zastosowanie specjalnych, trudnopalnych podłoży o wysokiej Tg i wyższych poziomach CTI, odpornych na silne wibracje i uderzenia prądem o dużym natężeniu oraz pozwalających uniknąć zakłóceń mocy z napędów silnikowych, które zakłócają główne działanie sterujące.
Ogólne podstawowe zasady selekcji
Pasmo częstotliwości z dopasowaniem priorytetów dla parametrów elektrycznych: Wysoka Tg FR-4 jest wystarczająca dla łączy sterujących poniżej 1 GHz; Materiały węglowodorowe serii Rogers 4000 są stosowane w zakresie częstotliwości od 1 do 10 GHz; Podłoże PTFE jest wybierane tylko w przypadku scenariuszy o ultrawysokiej częstotliwości powyżej 10 GHz.
Warunki dostosowania tolerancji środowiskowej: należy nadać priorytet wyborowi podłoży odpornych na CAF i podłoży o wysokiej odporności na CAF dla scenariuszy przenoszonych na statku/w powietrzu; Wiarygodność scenariuszy dotyczących głębokiego kosmosu należy zweryfikować za pomocą ponad 200 testów cykli termicznych w temperaturach od -55 do 125 stopni.
Kontrola stratyfikacji kosztów: Przyjmując „projekt o mieszanym ciśnieniu”, w warstwie kluczowej RF zastosowano wyłącznie specjalne materiały o wysokiej częstotliwości, a w pozostałej warstwie kontrolnej o dużej powierzchni zastosowano wysoką Tg FR-4, co może obniżyć koszt płytki o ponad 30%, zapewniając jednocześnie wydajność.