Taolo ea Tšitiso ea RF PCB: Tataiso ea Moqapi le Lipalo

Taolo ea impedance bakeng sa meralo ea RF PCB e etsa qeto ea hore na lipotoloho tsa maqhubu a phahameng li fana ka ts'ebetso e ntle kapa li na le matšoao a lipontšo le tahlehelo ea matla e sitisang ts'ebetso ea sistimi. Lisebelisoa tsa sejoale-joale tse se nang mohala le lisebelisoa tsa puisano li hloka ho bapisoa ho nepahetseng ha impedance ho pholletsa le tsela ea matšoao ho boloka botšepehi ba matšoao kaholimo ho 1 GHz. Tataiso ena e akaretsa metheo ea mohala oa phetisetso, mekhoa ea lipalo, khetho ea thepa, le melao ea moralo bakeng sa ho fihlela impedance e tsitsitseng ea 50Ω tlhahisong. Bakeng sa liboto tsa RF tsa impedance tse laoloang tsa TMM , lipalo tsa impedance li lokela ho sebelisa sehlopha sa laminate se lumellanoeng, profil ea koporo le botenya ba dielectric bo felileng ho fapana le boleng ba thepa bo tloaelehileng.

Hobaneng Taolo ea Impedance bakeng sa Moralo oa RF PCB e le Bohlokoa

Tšusumetso ea Pontšo ea Letšoao

Impedans e sa laoleheng ho mesaletsa ea RF PCB e baka likhakanyo tse nyenyefatsang ts'ebetso ka tahlehelo ea ho kenya, liphoso tsa karolo, le ho sotha ha harmonic. Coefficient e bonahatsang Γ = (ZL – Z₀)/(ZL + Z₀) e lekanya matla a bonahalitsoeng ha litšitiso li sa lumellane. Mohlala, ho hokahanya mohloli oa 50Ω ho mojaro oa 75Ω ho hlahisa Γ = 0.2, ho bonts'a 4% ea matla a liketsahalo le ho theha 1.5:1 VSWR.

Liphello tsa Boemo ba Tsamaiso

Li-impedance discontinuities li ama marang-rang a li-antenna, likarabelo tsa lifilthara, le botsitso ba amplifier ka mekhoa e kopanyang liketane tsa RF. Phapang ea 10% e amohelehang ho 100 MHz e baka liphoso tse kholo ho 5 GHz moo maqhubu a leng makhutšoane. Taolo e nepahetseng ea ts'ireletso bakeng sa tlhahiso ea RF PCB e tiisa hore li-parameter tsa S le katleho ea moralo oa pele.

PCB Transmission Line Mefuta

1. Microstrip - Melemo le Mefokolo

Microstrip e tsamaisa matshwao a RF hodima dikarolo tse ka ntle ka hodima sefofane sa fatshe, e leka-lekanya bonolo le phihlello. Phetoho ya yona e itshetlehile ka bophara ba motsamao (W), bophahamo ba dielectric (H), le phetoho e sebetsang ya dielectric (ε _eff ).

• Ho fihlella habonolo - E loketse likarolo tsa bokaholimo, ho hlahloba le ho sebetsa bocha.
• Bonolo ba moralo - Tšitiso e lekantsoeng ho sebelisoa liforomo tse tloaelehileng; Ketsiso ea EM e hlokahalang ka holimo ho 2 GHz bakeng sa ho nepahala.
• Mahlaseli a phahameng - Libaka tse pepesitsoeng li baka tahlehelo le kutloelo-bohloko ho litlamorao tse koaletsoeng.
• Boleng ba sefofane sa fatše - Lifofane tse ntseng li tsoela pele, tse pharaletseng li netefatsa botsitso ba impedance haufi le mapheo a boto.

2. Stripline - Litšobotsi le Kabo ea Tšimo

Stripline e kenya mesaletsa lipakeng tsa lifofane tse peli tsa fatše, e etsa tsela e koetsoeng ka botlalo ea phetisetso bakeng sa tšitiso e tsitsitseng le tšitiso e nyane.

• Tshireletso e babatsehang - Libaka tse koaletsoeng li felisa mahlaseli le ho fokotsa crosstalk.
• Impedans e tsitsitseng - E itshetlehile haholo ka dielectric constant ho fapana le ho pepesehela moya.
• Kutloisiso e tlase - Ha e amehe haholo ke geometry ea kantle kapa liphetoho tsa lera.
• Palo e phahameng ea lera - E hloka likarolo tse eketsehileng tsa dielectric le vias bakeng sa likhokahano.

3. Coplanar Waveguide (CPW) / Coplanar e nang le Ground

Coplanar waveguide e beha mats'oao le li-conductors tsa fatše mokatong o le mong, o arotsoe ke likheo tse moqotetsane tse laolang boipelaetso. E tšehetsa compact, high-frequency routing.

• Tsela ea boemo bo holimo - E nolofatsa likhokahano le likarolo tsa SMD ntle le phetoho ea lera.
• Millimeter-wave e loketse - E sebetsa hantle ha ka inductance e laola ho> 20 GHz.
• Kgetho e tshehetswang fatshe - E eketsa sefofane se tlase sa litšupiso bakeng sa ho itšehla thajana.
• E bohlokoa ka ho roka - E thibela mekhoa ea likokoana-hloko le ho boloka mokhoa o ts'oanang oa ho khutlela fatše.

Sebopeho se seng le se seng se fana ka likhokahano tse ikhethileng lipakeng tsa boiketlo ba tsela, tahlehelo ea ts'ebetso le ho rarahana ha tlhahiso. Ho khetha mofuta o nepahetseng oa mohala ho netefatsa hore ho na le tšitiso e laoloang le boits'oaro bo tsitsitseng ba RF ho pholletsa le maqhubu.

Taolo ea Impedance bakeng sa RF PCB: Lipalo le Liforomo

Litsela tsa bohlokoa

Taolo e nepahetseng ea impedance bakeng sa moralo oa RF PCB e hloka ho utloisisa impedance e ikhethang Z₀, permittivity e amanang εr, bophara ba trace W, bophahamo ba substrate H, le botenya ba koporo T. Dielectric constant e sebetsang hantle εeff ≈ (εr + 1)/2 + (εr – 1)/2 × (1 + 12H/W)^(-0.5) e ikarabella bakeng sa ho betla ha tšimo.

Liphello Tse Itšetlehileng Hangata

Botebo ba letlalo δ = √(2/(ωμσ)) bo lekanya tahlehelo ea conductor, ho fihla ho 2.09 μm ka koporo ho 1 GHz. Khanyetso ena e itšetlehileng ka makhetlo a mangata e ama taolo ea impedance bakeng sa ho nepahala ha RF PCB ka holimo ho 500 MHz. Ho ba mahoashe ka holim'a metsi ho eketsa tahlehelo ha ho khoahlaha ha RMS ho feta 10% ea botebo ba letlalo.

Litlhoko tsa Ketsiso

Ha liforomo li fana ka lintlha tsa ho qala, ketsiso ea motlakase e ba ea bohlokoa ka holimo ho 3 GHz. Li-solvents tsa morao-rao tsa masimo li ikarabella bakeng sa li-cross-sections tsa trapezoidal, li-anisotropic substrates, le lisebelisoa tse itšetlehileng ka makhetlo ao litlhaloso tsa tlhahlobo li ke keng tsa li tšoara.

Lisebelisoa le Tšusumetso ea Tlhahiso ho RF PCB Impedance Control

Dielectric Constant Variations

FR-4 e bonts'a mefuta e fapaneng ea ± 0.2 le 8-12% ho itšetleha ka maqhubu ho tloha ho 100 MHz ho isa ho 10 GHz. Lisebelisoa tsa tahlehelo e tlase li fana ka taolo e matla bakeng sa taolo ea impedance bakeng sa tlhahiso ea RF PCB:

• laminate e khethehileng e nang le tahlehelo e tlase - εr = 3.38 ± 0.05 le 0.0027 tahlehelo tangent e boloka botsitso ho 40 GHz
• laminate e khethehileng e nang le tahlehelo e tlase - εr = 3.48 ±0.05 e fana ka botsitso bo botle ba mocheso bakeng sa liamplifi tsa matla
• Taconic TLY-5 - εr = 2.20 ± 0.02 e fana ka kamehla ea dielectric e tlase haholo bakeng sa lebelo le phahameng la lets'oao
• Isola I-Tera MT40 - εr = 3.45 ± 0.05 e leka-lekanya ts'ebetso le ts'ebetso

Liphello tsa Koporo ea Koporo

Bokhopo ba foil ea koporo bo ama haholo ts'ebetso ea maqhubu a holimo. Li-foil tse phekotsoeng ka morao tse nang le Rz <2 μm li boloka impedance e sa lebelloang ka holimo ho 5 GHz, ha koporo e tloaelehileng ea ED (Rz ≈ 5-9 μm) e baka phapang ea 2-5%.

Maikutlo a ho Etsa

Botenya ba dielectric (±10%) le bophara ba trace (±0.025mm) bo hlahisa diphetoho tsa impedance. Microstrip ya 50Ω e nang le H = 0.2mm le W = 0.35mm e na le phihlelo ya ΔZ₀ ≈ 5Ω ka phapang ya bophara ba 20%, e hlokang taolo e tiileng ya tshebetso bakeng sa taolo ya impedance bakeng sa ditlhaloso tsa RF PCB. Moo CLTE-XT e leng karolo ya stack e kopantsweng, ho kopanya lera la CLTE-XT le taolo ya dimensional di lokela ho bontshwa sebakeng se fedileng sa dielectric se sebedisitsweng bakeng sa palo ya impedance.

Moralo oa Stackup bakeng sa Taolo e Ntle ea RF PCB ea Impedance

Litaelo tsa Tlhophiso ea Lera

Taolo e atlehileng ea impedance bakeng sa ts'ebetsong ea RF PCB e hloka khetho e nepahetseng ea li-stackup. Litlhophiso tse nang le likarolo tse 'nè tse nang le signal-ground-power-signal li fana ka phetoho bakeng sa mefuta e fapaneng ea melaetsa ea phetisetso ha u ntse u boloka lifofane tsa litšupiso tse tsoelang pele.

Litlhoko tsa Sefofane sa fatše

Ho boloka litsela tse sa sitisoeng tsa ho khutla ho paka hore ho bohlokoa bakeng sa taolo ea impedance bakeng sa botšepehi ba lets'oao la RF PCB:

• Lifofane tse sa khaotseng - Ha ho na li-slots kapa tse arohaneng ka tlas'a mesaletsa ea RF ho netefatsa phallo e nepahetseng ea ho khutla hona joale
• Ho tlosoa ha moeli - Ground e eketsa bonyane 3H ka nģ'ane ho lithōle ho ba le masimo a motlakase
• Ka ho roka - Litsela tsa fatše tse arohaneng < λ/20 haufi le mathōko li hatella li-resonances tsa parallel-plate
• Liphetoho tsa lera - Khutlisetsa ka har'a 0.5mm ea lets'oao ka ho fokotsa li-discontinuities tsa inductance

Mekhoa e Metle ea ho Tsamaisa

Tsela e nepahetseng e tiisa taolo e tsitsitseng ea ho thibela meralo ea RF PCB. Boloka sebaka sa 3W lipakeng tsa mesaletsa bakeng sa ho itšehla thajana ho -20 dB. Sebelisa likhutlo tse kobehileng (radius> 3W) ho fapana le li-angles tse nepahetseng. Bapisa bolelele ba lipara tse fapaneng ka har'a λ/100 ka sebaka se sa khaotseng bakeng sa meedance e tsitsitseng.

Ketsiso le Tekanyo bakeng sa RF PCB Impedance Control Verification

Moqapi oa Mosebetsi

Ts'ebetso ea netefatso bakeng sa taolo ea impedance bakeng sa merero ea RF PCB e tsoela pele ka ho bala, ho etsisa le ho lekanya. Qala ka mekhoa ea tlhahlobo, ntlafatsa u sebelisa litharollo tsa tšimo tsa 2.5D, ebe u netefatsa ka liteko tsa 'mele. Ha u fumana litheko bakeng sa liboto tsa RF tse laoloang ke impedance , bolela sepheo sa impedance, mamello le litlhoko tsa li-coupon ka ho hlaka e le hore sekala sa teko se qotsitsoeng se ka hlahlojoa khahlanong le moralo.

Mekhoa ea Teko ea TDR

Time domain reflectometry e fana ka netefatso e potlakileng ea impedance nakong ea tlhahiso. Litekanyo tse amohelehang li bonts'a tšitiso ka har'a ± 5% ea sepheo se nang le liphetoho tse bonolo tsa ho khaotsa. Methati e ntseng e phahama <35 ps e senola mefuta e fapaneng ea sekala sa millimeter bakeng sa taolo ea ts'ebetso.

Mekhoa ea Kamohelo ea Tlhahiso

Taolo e tloaelehileng ea impedance bakeng sa tlhahiso ea RF PCB e totobatsa mamello ea ±10% bakeng sa lits'ebetso tse akaretsang le ±5% bakeng sa litsela tsa bohlokoa. Litekanyo tsa analyzer ea marang-rang li netefatsa S₁₁ < -20 dB le tahlehelo ea ho kenya < 0.5 dB/inch maqhubung a ts'ebetso.

Taolo e Tloaelehileng ea Impedans bakeng sa Liphoso tsa Moralo oa RF PCB

• Lisebelisoa tse sa netefatsoang - Ho sebelisa litekanyetso tsa database ho e-na le li-parameter tsa sebele tsa tlhahiso ho baka liphoso tsa 5-10%.
• Makhahla a iphapanyetsa - Ho tlohela litlamorao tsa koporo ho nyenyefatsa tahlehelo ka 30-50% kaholimo ho 5 GHz
• Arola lifofane tse fatše - Ho tšela meeli ea sefofane ho etsa hore ho se ke ha e-ba le litšitiso tse matla le EMI
• Mehaho e sieo ea tlhahlobo - Ho hloleha ho kenyelletsa litlankane tsa TDR ho thibela netefatso ea tlhahiso
• Ketsiso e sa lekaneng - Ho itšetleha feela ka li-equations ka holimo ho 3 GHz ho lebisa ho se lumellaneng ha impedance

E sebetsang RF PCB Impedans Control Mohlala

50Ω Moralo oa Microstrip ho 2.4 GHz

Nahana ka sesebelisoa sa WiFi se sebelisang FR-4 (εr = 4.4) ka koporo ea 1oz ho feta H = 0.2mm dielectric. Foromo ea microstrip e nang le εeff = 3.34 e hlahisa W = 0.355mm bakeng sa Z₀ = 50Ω. Ntlafatso ea tšilo ea li-solver bakeng sa geometry ea trapezoidal le 3μm e thata e fetola bophara ho 0.342mm.

Matšeliso a Tlhahiso

Maske a solder (εr = 3.8, 25μm thick) e fetola impedance tlase 1.8Ω, e hlokang ho fokotsa bophara ho 0.335mm. Moqapi oa ho qetela o finyella S₁₁ < -25 dB ka ± 5% taolo ea ho thibela ho mamellana ha RF PCB ho pholletsa le tlhahiso.

fihlela qeto e

Ho fumana taolo e ts'epahalang ea ts'ebetso ea RF PCB ho hloka tlhokomelo e hlokolosi khethong ea likhoele tsa phetisetso, thepa ea thepa le mamello ea tlhahiso. Mekhoa e hlahisitsoeng e thusa baenjiniere ho hlakisa litlhoko, ho ntlafatsa meralo, le ho netefatsa ts'ebetso bakeng sa katleho ea pele.

Matla a Highleap Electronics RF PCB

• Tlhahiso e laoloang ea impedance - ± 5% mamello ka tlhahlobo e ikemetseng ea optical
• Tsebo e tsoetseng pele ea thepa – ts'ebetso e khethehileng ea laminate e nang le tahlehelo e tlase, Taconic, Isola, le PTFE substrate
• Teko e felletseng - Netefatso ea TDR, li-parameter tsa S-analyzer ea marang-rang, le tlhahlobo ea tlhahiso
• Tšehetso ea boenjiniere - Therisano ea li-stackup, lipalo tsa impedance, le ntlafatso ea DFM
• Li-prototypes tsa ho fetola kapele - Sesebelisoa sa PCB se laoloang ke lihora tse 48 se fumaneha

Ikopanye le Highleap Electronics kajeno ho kopa tataiso ea rona ea moralo oa taolo ea impedance ea RF, fumana puisano ea mahala ea stackup bakeng sa projeke ea hau e latelang ea RF.