Mukautettaessakorkeataajuuslevyt, on tärkeää keskittyä dielektrisyysvakion (Dk) ja häviökertoimen (Df) ydinarvoihin, kuten "vakaa Dk, ei pieni; taajuus Df, ei nimellinen", eikä vain materiaalien valinnassa oleviin tietokäsikirjan nimellisarvoihin.
Dielektrisyysvakio (Dk): keskity stabiilisuuteen itseisarvon sijaan
Dk on parametri, joka mittaa materiaalin kykyä varastoida sähköenergiaa ja määrittää suoraan signaalin lähetysnopeuden ja ominaisimpedanssin tarkkuuden.
Pääpainopiste:
Toleranssia on valvottava tarkasti ± 0,05:n sisällä. 0,1 Dk:n vaihtelu voi aiheuttaa useiden ohmien 50 Ω impedanssipoikkeaman, mikä johtaa signaalin heijastumiseen.
Priorisoi Dk:n vaihteluamplitudi käyttötaajuuskaistalla: esimerkiksi Rogers RO4350B:n Dk:n vaihtelu 10 GHz - 24 GHz välillä ei ylitä arvoa 0,01, mikä on paljon parempi kuin tavallisen FR-4:n ± 0,3 vaihtelu.
Erota "testiarvo" ja "suunnitteluarvo": RO4350B:n virallinen testiarvo on 3,48@10GHz. Suositeltu suunnitteluarvo on 3,66. Varsinaisessa räätälöinnissa yli 10 GHz:n mitattua dataa tulisi käyttää vakiona, eikä Dk-arvoa voida suoraan soveltaa matalalla 1 MHz:n taajuudella.
Huomio anisotropiaan: Joidenkin levyjen XY-tason ja Z-akselin suunnan välillä on eroja Dk:ssa. Simuloinnin aikana on tarpeen varmistaa vastaavien mittojen mitatut parametrit, jotta simulaation ja mittauksen välinen yhteys ei katkea.
Häviökerroin (Df): Korkeataajuisilla skenaarioilla on korkeampi prioriteetti kuin Dk
Df edustaa osuutta energiasta, joka muuttuu lämmöksi signaalin etenemisen aikana väliaineessa, mikä määrittää suoraan signaalin vaimennusasteen.
Pääpainopiste:
Sen on vastattava todellista toimintataajuutta: vaimennus FR-4 (Df ≈ 0,02) 10 GHz:llä on noin 0,82 dB/tuumaa, kun taas RO4350B (Df ≈ 0,0037) on vain 0,26 dB/tuumaa, jolloin kokonaishäviö on yli 10 tuuman kytkentäerolla.
Mitä suurempi taajuus, sitä tiukemmat vaatimukset: yli 3 GHz:n taajuuksilla Df:n on oltava alle 0,005, ja 77 GHz:n millimetriaaltotutkaskenaarioissa on valittava PTFE-materiaalit, joiden Df on alle 0,001.
Emme voi sokeasti tavoitella erittäin matalaa Df:tä: RO4350B on täysin riittävä alle 6 GHz:n sovelluksiin. Jos valitaan sokeasti korkealaatuisia PTFE-materiaaleja, joilla on pienempi Df, kustannukset kasvavat eksponentiaalisesti ja niiden kustannustehokkuus on erittäin alhainen.
4 yleistä väärinkäsitystä, joita tulee välttää mukauttamisen yhteydessä
Vain keskittyminen Dk:hen ja Df:n huomiotta jättäminen: Korkeataajuisissa skenaarioissa Df määrittää suoraan signaalin lähetysetäisyyden, ja monet epänormaalit vaimennusongelmat johtuvat materiaalien valinnasta pelkästään Dk:n perusteella.
Lämpötilan ja kosteuden vaikutuksen huomioimatta jättäminen: Kun FR-4 on imenyt vettä, Dk nousee arvosta 4,2 arvoon 4,5. Ulkosovellukset vaativat valmistajia toimittamaan Dk/Df ominaiskäyrän -40 astetta ~ 85 astetta.
Sekaannusten testausmenetelmä: Eri testausmenetelmillä (resonanssiontelomenetelmä, siirtojohtomenetelmä) saadut Dk/Df-arvot vaihtelevat suuresti, ja toimittajaa on vaadittava toimittamaan mitatut tiedot IPC-TM-650-standardin mukaisesti.
FR-4:n käyttö korkeiden taajuuksien kestämiseen: FR-4:n dielektrinen häviö yli 3 GHz:n taajuusalueella johtaa yli puoleen signaalin tehon menetykseen, mikä ei täysin täytä millimetriaaltoskenaarioiden lähetysvaatimuksia.
Valintaviite valtavirran suurtaajuuslevylle Dk/Df
| 材料型号 | Dk@10GHz | Df@10GHz | Mukautuva taajuusalue | Tyypillisiä sovellusskenaarioita |
|---|---|---|---|---|
| Vakio FR-4 | 4,2-4,8 (suuri volatiliteetti) | 0.018~0.025 | ＜ 1 GHz | Tavallinen matalataajuinen digikortti |
| Rogers RO4350B | 3.48±0.05 | 0.0037 | Vähemmän tai yhtä suuri kuin 30 GHz | 5G-tukiasema, perinteinen RF-kortti |
| Rogers RO4003C | 3.38±0.05 | 0.0027 | Vähemmän tai yhtä suuri kuin 30 GHz | Pienihäviöinen viestintäkortti |
| Rogers RO3003 | 3.00±0.04 | 0.0013 | Vähemmän tai yhtä suuri kuin 77 GHz+ | Ajoneuvoon asennettu millimetriaaltotutka |
| Taconic RF-35 | 3.5±0.05 | 0.0018 | Vähemmän tai yhtä suuri kuin 40 GHz | Keski- ja huippuluokan RF-levy |