1, Características del núcleo de la placa de circuito RF de microondas
Microwave RF PCB está diseñado específicamente parade alta frecuenciaLa transmisión de señal (generalmente se refiere a 300MHz ~ 300GHz), y sus características centrales determinan directamente el límite de rendimiento de los sistemas de comunicación, radares, satélites y otros equipos.
1. Capacidad de transmisión de baja pérdida para señales de alta frecuencia
Pérdida dieléctrica baja (DF): medios de baja pérdida como PTFE (politetrafluoroetileno) y rellenos de cerámica (como Rogers RO4 0 0 0 series) se usan, con valores de DF tan bajos como 0. 001-0 Energía en el sustrato.
Baja pérdida de conductores: los procesos de tratamiento de superficie (como la deposición de plata y oro) optimizan la rugosidad de la aluminio de cobre (RA<0.5 μ m) and suppress signal attenuation caused by skin effect.
Caso: la estación de antena de la banda de frecuencia de la estación de 28 GHz de 28 GHz requiere DF<0.002 and copper foil roughness Ra ≤ 0.3 μ m, otherwise the signal transmission distance will be significantly shortened.
2. Control y estabilidad de impedancia precisa
Consistencia de la constante dieléctrica (dk): la tolerancia DK de la placa debe controlarse dentro de ± {{0}}. 05 (PCB ordinarios permiten ± 0.5) para garantizar la coincidencia de impedancia entre las líneas de microestrip y la tira (típicamente 50 Ω o 75 Ω).
Proceso de laminación multicapa: controlando estrictamente la temperatura de la laminación, la presión y el tiempo, se evita la falta de coincidencia causada por fluctuaciones en el grosor de la capa dieléctrica.
Puntos de diseño: Use el software de simulación de campo electromagnético (como HFSS) para modelar, combinar con Vector Network Analyzer (VNA) para medir los parámetros S y corregir errores de impedancia.
3. Excelente compatibilidad electromagnética (EMI/EMC)
Diseño de capa de conexión a tierra: la placa de múltiples capas adopta una estructura sándwich de "señal de tierra", que protege la diafonía de alta frecuencia a través de una matriz de valores.
Supresión de resonancia: optimice el diseño del circuito para evitar las longitudes de la línea de transmisión que se acercan a la longitud de onda λ/4 (que puede causar fácilmente la resonancia de onda estacionaria).
Problema típico: el diseño inadecuado de los agujeros en los agujeros de la onda milimétrica puede causar una reflexión de las ondas electromagnéticas, lo que requiere el uso de la tecnología de perforación posterior para eliminar el exceso de pilares de cobre.
4. Estabilidad de alta temperatura y gestión térmica
Bajo coeficiente de expansión térmica (CTE): el CTE de sustratos cerámicos (como Al ₂ O3) es de aproximadamente 6ppm/ grado (cerca del cobre) para evitar agrietaciones de la junta de soldadura bajo ciclo de temperatura.
Diseño del canal de disipación de calor: la moneda de cobre incrustada y el sustrato metálico (como el sustrato de aluminio) se utilizan para disipar rápidamente el calor de los dispositivos de potencia de RF.
Escenario de aplicación: en módulos de amplificador de potencia (PA), los dispositivos GaN tienen una alta densidad de calor de hasta 10W/cm ², y las capas de cobre internas deben conectarse a través de VIA térmica para la disipación de calor.
2, principio de funcionamiento del microondasPlaca de circuito de RF
La esencia del circuito de RF de microondas es el sistema de propagación de las ondas electromagnéticas en conductores y medios de comunicación, y su principio de trabajo gira en torno a la optimización de rutas de transmisión de señales y una conversión de energía eficiente.
1. Modo de transmisión de señales de alta frecuencia
Teoría de la línea de transmisión de microondas:
Microstrip: línea de señal superior+capa inferior de tierra, adecuada para diseños por debajo de 10 GHz, bajo costo pero alta pérdida de radiación.
Strip Line: la línea de señal está integrada entre dos capas de capas de tierra, con un buen blindaje pero alta complejidad de procesamiento.
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. Colaboración entre componentes activos y pasivos
Componentes pasivos:
Filtro: utilizando el principio de resonancia LC para filtrar el ruido de la banda, el diseño debe evitar el acoplamiento de capacitancia distribuida.
Divisor de potencia: logra la distribución de las señales de igual amplitud a través de la red de transformación de impedancia, lo que requiere un error de consistencia de fase<1 °.
Componentes activos:
Chips RF (como MMS): soldado directamente en PCB, confiando en almohadillas de alta precisión y circuitos de coincidencia de impedancia para reducir la pérdida de retorno.
Datos de prueba reales: en un módulo de recepción de la banda KU (1218GHz), la pérdida de inserción del filtro debe ser<0.5dB, and the standing wave ratio (VSWR) needs to be<1.5:1.
3. Control de campo de conexión a tierra y electromagnético
Integridad del plano de tierra: la capa de tierra continua de área grande proporciona un bucle de baja impedancia, y las cuentas magnéticas se usan para el aislamiento al dividir el terreno analógico/digital.
Restricción de límite de campo electromagnético: limitar la difusión del campo electromagnético a través de latas de blindaje o mediante matrices de protección.
Caso de falla: una placa de comunicación por satélite experimentó una disminución de 3DB en la ganancia de antena debido a una fractura por capa de tierra, que se reparó temporalmente usando un cable de salto y se restauró a la normalidad.