1, Karakteristik inti dari papan sirkuit RF microwave
Microwave RF PCB dirancang khusus untukfrekuensi tinggiTransmisi sinyal (biasanya mengacu pada 300MHz ~ 300GHz), dan karakteristik intinya secara langsung menentukan batas kinerja sistem komunikasi, radar, satelit, dan peralatan lainnya.
1. Kemampuan transmisi kerugian rendah untuk sinyal frekuensi tinggi
Kehilangan Dielektrik Rendah (DF): Media kerugian rendah seperti PTFE (Polytetrafluoroethylene) dan pengisi keramik (seperti Rogers Ro4 0 0 0 RUMBUT, dengan nilai DF lereng 0. 001-0. Energi sinyal di substrat.
Kehilangan konduktor rendah: Proses perawatan permukaan (seperti deposisi perak dan emas) mengoptimalkan kekasaran foil tembaga (RA<0.5 μ m) and suppress signal attenuation caused by skin effect.
Kasus: Stasiun Pangkalan 5G 28GHz Pita Antena Pita Frekuensi Membutuhkan DF<0.002 and copper foil roughness Ra ≤ 0.3 μ m, otherwise the signal transmission distance will be significantly shortened.
2. Kontrol dan stabilitas impedansi yang tepat
Konsistensi konstanta dielektrik (DK): Toleransi DK dari papan harus dikontrol dalam ± {{0}}. 05 (PCB biasa memungkinkan ± 0,5) untuk memastikan pencocokan impedansi antara microstrip dan garis strip (biasanya 50 Ω atau 75 Ω).
Proses laminasi multilayer: Dengan secara ketat mengendalikan suhu laminasi, tekanan, dan waktu, ketidakcocokan impedansi yang disebabkan oleh fluktuasi ketebalan lapisan dielektrik dihindari.
Poin Desain: Gunakan perangkat lunak simulasi medan elektromagnetik (seperti HFSS) untuk memodelkan, bergabung dengan vector network analyzer (VNA) untuk mengukur parameter S, dan kesalahan impedansi yang benar.
3. Kompatibilitas elektromagnetik yang sangat baik (EMI/EMC)
Desain Lapisan Landasan: Papan multi-lapisan mengadopsi struktur sandwich "sinyal sinyal", yang melindungi crosstalk frekuensi tinggi melalui array via pagar.
Penindasan Resonansi: Mengoptimalkan tata letak sirkuit untuk menghindari panjang saluran transmisi mendekati λ/4 panjang gelombang (yang dapat dengan mudah menyebabkan resonansi gelombang berdiri).
Masalah Khas: Desain lubang yang tidak tepat dalam papan radar gelombang milimeter dapat menyebabkan refleksi gelombang elektromagnetik, yang membutuhkan penggunaan teknologi pengeboran belakang untuk menghilangkan pilar tembaga berlebih.
4. Stabilitas suhu tinggi dan manajemen termal
Koefisien rendah ekspansi termal (CTE): CTE substrat keramik (seperti AL ₂ O3) adalah sekitar 6ppm/ derajat (dekat dengan tembaga) untuk menghindari retak sambungan solder di bawah siklus suhu.
Desain saluran disipasi panas: Koin tembaga tertanam dan substrat logam (seperti substrat aluminium) digunakan untuk dengan cepat menghilangkan panas dari perangkat daya RF.
Skenario aplikasi: dalam modul penguat daya (PA), perangkat GAN memiliki kepadatan panas yang tinggi hingga 10W/cm ², dan lapisan tembaga internal perlu dihubungkan melalui vias termal untuk disipasi panas.
2, prinsip kerja microwavePapan Sirkuit RF
Inti dari sirkuit RF microwave adalah sistem propagasi gelombang elektromagnetik dalam konduktor dan media, dan prinsip kerjanya berputar di sekitar mengoptimalkan jalur transmisi sinyal dan konversi energi yang efisien.
1. Mode transmisi sinyal frekuensi tinggi
Teori jalur transmisi microwave:
Microstrip: Garis sinyal atas+lapisan tanah bawah, cocok untuk desain di bawah 10GHz, biaya rendah tetapi kehilangan radiasi tinggi.
Stripline: Garis sinyal tertanam di antara dua lapisan lapisan tanah, dengan pelindung yang baik tetapi kompleksitas pemrosesan yang tinggi.
Coplanar waveguide (CPW): The signal line and ground plane are in the same plane, suitable for integrated design in the millimeter wave frequency band (>30GHz).
2. Kolaborasi antara komponen aktif dan pasif
Komponen pasif:
Filter: Menggunakan prinsip resonansi LC untuk menyaring keluar dari noise pita, tata letak harus menghindari kopling kapasitansi terdistribusi.
Power Divider: ia mencapai distribusi sinyal amplitudo yang sama melalui jaringan transformasi impedansi, membutuhkan kesalahan konsistensi fase<1 °.
Komponen aktif:
Chip RF (seperti MMIC): Solder langsung ke PCB, mengandalkan bantalan presisi tinggi dan sirkuit pencocokan impedansi untuk mengurangi kehilangan kembali.
Data uji aktual: dalam modul penerima pita KU (1218GHz), kehilangan penyisipan filter harus<0.5dB, and the standing wave ratio (VSWR) needs to be<1.5:1.
3. Kontrol medan grounding dan elektromagnetik
Integritas bidang tanah: Lapisan tanah kontinu area besar memberikan loop impedansi rendah, dan manik-manik magnetik digunakan untuk isolasi ketika membagi tanah analog/digital.
Batasan Batas Medan Elektromagnetik: Membatasi Difusi Medan Elektromagnetik Melalui Calus Perisai atau Melalui Array Perisai.
Kasus Kegagalan: Papan komunikasi satelit mengalami penurunan gain antena 3DB karena fraktur lapisan tanah, yang sementara diperbaiki menggunakan kawat lompat dan dipulihkan ke normal.