RF-levysiirtolinjojen tuotantotarkkuus vaatii erittäin suurta tarkkuutta. Ydinsyynä on se, että RF-skenaarioissa PCB-siirtolinjat ovat kehittyneet tavallisista "sähköliittimistä" ydinhajautetuiksi parametrikomponenteiksi, jotka määräävät suoraan piirin suorituskyvyn. Korkeataajuiset efektit vahvistavat mikromittakaavan poikkeamia, mikä johtaa merkittävään suorituskyvyn heikkenemiseen.
Korkeilla taajuuksilla aallonpituus on samaa suuruusluokkaa kuin langan koko
Mitä korkeampi RF-signaalin taajuus, sitä lyhyempi aallonpituus. Kun johdon pituus ylittää λ/16, sitä on käsiteltävä siirtolinjana, eikä sitä voida enää käsitellä tavallisena johtona.
77 GHz:n ajoneuvoon asennetussa millimetriaaltotutka-skenaariossa signaalin aallonpituus FR-4-kortissa on vain 2,1 mm ja λ/16-kynnys on vain 0,13 mm. Mikä tahansa johdotuksen geometria osallistuu suoraan piirin sähköiseen käyttäytymiseen.
Tässä vaiheessa jopa muutaman mikrometrin linjan leveyspoikkeama voi muuttaa suoraan siirtojohdon sähköistä pituutta, mikä aiheuttaa vaihesiirtoa ja johtaa suoraan säteen osoittamiseen poikkeamaan järjestelmissä, kuten vaiheistettu ryhmä ja tutka, jotka vaativat erittäin korkeaa vaiheyhteiskuntaa.
Impedanssisovituksen tarkkuustoleranssi on erittäin kapea
Alan standardiimpedanssi 50 Ω on RF-järjestelmien "suorituskykysopimus", ja pienetkin impedanssipoikkeamat voivat aiheuttaa vakavia signaaliheijastuksia.
Esimerkkinä FR4-levyn 50 Ω mikroliuskalinjasta impedanssi poikkeaa ± 2 Ω jokaista ± 10 μm linjan leveyden muutosta kohden, mikä johtaa suoraan paluuhäviön huononemiseen.
Jos impedanssipoikkeama ylittää ± 10 %, paluuhäviö pienenee alle 26 dB:iin ja heijastuneen tehon osuus kasvaa 0,23 prosenttiin, mikä kuluttaa suoraan linkin budjettia, mikä johtaa kohinaluvun huononemiseen vastaanottopäässä, eikä vahvistin pysty kompensoimaan tällaisia häviöitä.
Ihonalainen vaikutus on erittäin herkkä kokoon
Taajuuden ylittyessä 1 GHz signaalivirta ei enää kulje tasaisesti johtimen poikkileikkauksen läpi, vaan se keskittyy ohueksi kerrokseksi johtimen pinnan mikrometritasolle.
2,4 GHz:n signaalin pintasyvyys kuparijohtimessa on vain 1,3 μm, ja 77 GHz:llä ihon syvyys on alle 0,4 μm. Pienet muutokset linjan leveyden poikkeamissa, kuparikalvon karheudessa ja etsauspuolen korroosiossa voivat merkittävästi lisätä johtimen todellista virtapolun pituutta, mikä aiheuttaa ylimääräistä suurtaajuista lisäyshäviötä.
Millimetriaaltoskenaarioissa häviöero 0,07 dB/cm vaikuttaa suoraan tutkan havaintoalueeseen, mikä edellyttää siirtojohdon reunakarheuden säätämistä 0,5 μm:n sisällä, mitä tavallisilla piirilevyprosesseilla ei voida saavuttaa.
Ylikuulumisen ja sähkömagneettisen säteilyn tarkka hallinta
Sähkömagneettisen kentän kytkentävoimakkuus vierekkäisten linjojen välillä korkeilla taajuuksilla on suoraan verrannollinen linjavälin suhteeseen paluumaan etäisyyteen. Pienetkin välipoikkeamat voivat aiheuttaa ylikuulumisen, joka ylittää suunnittelun odotukset.
RF-teollisuudessa yleisesti käytetty "3W-sääntö" edellyttää, että rivivälit ovat vähintään kolme kertaa linjan leveys. Vain pakkaamalla rivivälin toleranssi ± 0,5 milin tarkkuudella simulointitulokset vastaavat täysin todellista suorituskykyä ja välttävät signaalin ylikuulumisen vierekkäisten kanavien välillä.
Pienet geometriset viat, kuten 90 asteen terävät kulmat ja reunahampailut johdotuksessa, voivat vastata pieniä antenneja, jotka säteilevät energiaa ulospäin korkeilla taajuuksilla aiheuttaen signaalivuotoja ja lisää sähkömagneettisia häiriöitä, jotka on vältettävä täysin tarkalla etsausprosesseilla.