RF-piirilevy ohjaa linjan leveyden toleranssia ± 0,5 milin tarkkuudella, ja päätavoitteena on lukita tiukasti ominaisimpedanssi korkeataajuisissa skenaarioissa, välttää impedanssin epäsopivuus, häviöpiikit, vaihesiirrot ja muut ongelmat sekä varmistaa RF-linkin suorituskyky ja luotettavuus.
Impedanssisäädön jäykät rajoitukset
RF-piirien (kuten 50 Ω:n mikroliuskajohtojen) ydinsiirtolinjan ominaisimpedanssi määräytyy linjan leveyden, dielektrisen paksuuden, kuparin paksuuden ja dielektrisyysvakion perusteella, ja linjan leveys on yksi herkimmistä muuttujista.
Tekniset testit ovat osoittaneet, että jokaista 0,025 mm:n (noin 1 milin) poikkeamaa kohti linjan leveys, impedanssi siirtyy suoraan 5-6 Ω; Jos linjan leveyden poikkeama on 0,01 mm (noin 0,4 mil), impedanssi muuttuu 2-3 Ω.
RF-tason sovellukset edellyttävät impedanssin toleranssin säätämistä ± 3 %:n sisällä (eli poikkeama alle 50 Ω:n tavoite on enintään ± 1,5 Ω), ja linjan leveyden toleranssi ± 0,5 mil on juuri riittävä rajoittamaan impedanssin vaihteluja tällä turvallisella alueella ja välttämään impedanssin ylittymistä standardin sisällä.
Vaimentaa signaalin heijastusta ja ylittää seisovan aallon suhteen
Jopa 2 Ω:n impedanssipoikkeama RF-järjestelmissä voi aiheuttaa merkittävää signaalin heijastusta, mikä suoraan heikentää seisovaaaltosuhdetta (VSWR).
Viivan leveyden poikkeaman aiheuttama impedanssin epäsuhta voi heijastaa signaalin tehoa takaisin lähetyspäähän, mikä heikentää tehonsiirron tehokkuutta. Vakavissa tapauksissa se voi jopa kääntää tehovahvistimen hajoamisen ja vahingoittaa suoraan RF-etupään sirua.
Korkeataajuisissa skenaarioissa, kuten 77 GHz:n ajoneuvoon asennettu millimetriaaltotutka, yli ± 8 %:n impedanssipoikkeama lyhentää merkittävästi havaintoetäisyyttä, ja ± 0,5 milin viivanleveyden tarkkuus on perusvaatimus tutkan havaitsemissuorituskyvyn varmistamiseksi.
Hallitse suurtaajuisen lisäyshäviön nousua
GHz:n radiotaajuuskaistalla skin-ilmiö saa virran kulkemaan vain muutaman mikrometrin sisällä johtimen pinnasta ja linjan leveyden poikkeaman vaikutus johtimen häviöön vahvistuu voimakkaasti.
Kokeelliset tiedot osoittavat, että 77 GHz:n taajuuskaistalla jokaista 0,02 mm:n linjan leveyden poikkeamaa kohden johtimen häviö kasvaa suoraan 28 %, mikä kuluttaa arvokasta linkkibudjettia ja huonontaa kohinalukua vastaanottopäässä.
Riittämätön viivanleveyden tarkkuus voi myös johtaa reititysreunan epätasaisuuksien lisääntymiseen, mikä entisestään pahentaa suurtaajuisten signaalien sirontahäviötä ja aiheuttaa lisäyshäviön 28 GHz:llä, joka ylittää huomattavasti suunnittelukynnyksen.
Varmista vaiheiden yhtenäisyys ja piirin suorituskyky
RF-piirilevyn johdotus ei ole enää pelkkä liitäntäjohto, vaan osa passiivisia komponentteja, kuten suodattimia, tehonjakajia, kytkimiä jne. Linjan leveyspoikkeama voi muuttaa suoraan siirtojohdon sähköistä pituutta.
Vaiheistetuissa ryhmä- ja monikanavaisissa RF-moduuleissa ± 0,5 milin tai enemmän linjanleveyden poikkeama voi aiheuttaa ei-hyväksyttäviä vaihesiirtoja, häiritä kanavien välistä vaihesynkronointia ja johtaa säteen osoittamiseen siirtymiseen ja vahvistuksen pienenemiseen.
Mikroliuskasuodattimissa linjanleveyden toleranssin ylittäminen muuttaa suoraan resonanssiyksikön kokoa, mikä johtaa päästökaistan keskitaajuuden siirtymiseen ja kaistan lisäyshäviöön, mikä poikkeaa täysin simulaatiosuunnittelun suorituskykyindikaattoreista.