Kung ang high frequency/microwave radio frequency signal gipakaon sa PCB sirkito, ang pagkawala nga gipahinabo sa sirkito mismo ug ang materyal sa sirkito dili kalikayan nga makamugna ug usa ka gidaghanon sa kainit. Kon mas dako ang pagkawala, mas taas ang gahum nga moagi sa materyal nga PCB, ug mas dako ang kainit nga namugna. Kung ang operating temperatura sa sirkito molapas sa gimarkahan nga kantidad, ang sirkito mahimong hinungdan sa pipila ka mga problema. Pananglitan, ang tipikal nga operating parameter MOT, nga nailhan pag-ayo sa PCBs, mao ang maximum operating temperatura. Kung ang operating temperatura molapas sa MOT, ang pasundayag ug kasaligan sa PCB circuit mahulga. Pinaagi sa kombinasyon sa electromagnetic modeling ug experimental measurements, ang pagsabot sa thermal nga mga kinaiya sa RF microwave PCBs makatabang sa paglikay sa pagkadaot sa performance sa sirkito ug pagkadaot sa kasaligan tungod sa taas nga temperatura.

Ang pagsabut kung giunsa ang pagkawala sa pagsal-ot sa mga materyal sa sirkito makatabang nga mas maayo nga ihulagway ang hinungdanon nga mga hinungdan nga may kalabotan sa thermal performance sa mga high-frequency nga PCB circuit. Kini nga artikulo magkuha sa microstrip transmission line circuit isip usa ka pananglitan aron hisgutan ang mga trade-off nga may kalabutan sa thermal performance sa circuit. Sa usa ka microstrip circuit nga adunay doble nga kilid nga istruktura sa PCB, ang mga pagkawala naglakip sa pagkawala sa dielectric, pagkawala sa konduktor, pagkawala sa radiation, ug pagkawala sa pagtulo. Ang kalainan tali sa lainlaing mga sangkap sa pagkawala dako. Uban sa pipila ka mga eksepsiyon, ang pagkawala sa leakage sa mga high-frequency nga PCB circuits sa kasagaran ubos kaayo. Niini nga artikulo, tungod kay ang kantidad sa pagkawala sa leakage ubos kaayo, kini dili tagdon sa pagkakaron.

Pagkawala sa radyasyon

Radiation loss depends on many circuit parameters such as operating frequency, circuit substrate thickness, PCB dielectric constant (relative dielectric constant or εr) and design plan. As far as design schemes are concerned, radiation loss often stems from poor impedance transformation in the circuit or electromagnetic waves in the circuit. The difference in transmission. Circuit impedance transformation area usually includes signal feed-in area, step impedance point, stub and matching network. Reasonable circuit design can realize smooth impedance transformation, thereby reducing the radiation loss of the circuit. Of course, it should be realized that there is the possibility of impedance mismatch leading to radiation loss at any interface of the circuit. From the point of view of operating frequency, usually the higher the frequency, the greater the radiation loss of the circuit.

Ang mga parameter sa mga materyales sa sirkito nga may kalabutan sa pagkawala sa radiation mao ang panguna nga dielectric nga kanunay ug gibag-on nga materyal sa PCB. Ang mas baga nga substrate sa sirkito, mas dako ang posibilidad nga mahimong hinungdan sa pagkawala sa radiation; mas ubos ang εr sa PCB nga materyal, mas dako ang pagkawala sa radiation sa sirkito. Ang komprehensibo nga pagtimbang sa mga kinaiya sa materyal, ang paggamit sa manipis nga mga substrate sa sirkito mahimong magamit ingon usa ka paagi aron mabawi ang pagkawala sa radyasyon tungod sa ubos nga mga materyales sa sirkito sa εr. Ang impluwensya sa gibag-on sa substrate sa circuit ug εr sa pagkawala sa radiation sa circuit tungod kay kini usa ka function nga nagsalig sa frequency. Kung ang gibag-on sa substrate sa sirkito dili molapas sa 20mil ug ang frequency sa operasyon mas ubos kaysa 20GHz, ang pagkawala sa radiation sa circuit gamay ra. Tungod kay ang kadaghanan sa pagmodelo sa sirkito ug mga frequency sa pagsukod niini nga artikulo mas ubos kaysa 20GHz, ang panaghisgot niini nga artikulo dili magtagad sa impluwensya sa pagkawala sa radiation sa pagpainit sa sirkito.

Human ibaliwala ang pagkawala sa radiation ubos sa 20GHz, ang pagkawala sa pagsal-ot sa usa ka microstrip transmission line circuit nag-una naglakip sa duha ka bahin: pagkawala sa dielectric ug pagkawala sa konduktor. Ang proporsyon sa duha nag-una nagdepende sa gibag-on sa substrate sa circuit. Alang sa nipis nga mga substrate, ang pagkawala sa konduktor mao ang panguna nga sangkap. Sa daghang mga hinungdan, kasagaran lisud ang tukma nga pagtagna sa pagkawala sa konduktor. Pananglitan, ang kabangis sa nawong sa usa ka konduktor adunay dako nga impluwensya sa mga kinaiya sa transmission sa mga electromagnetic wave. Ang roughness sa nawong sa copper foil dili lamang mag-usab sa electromagnetic wave propagation constant sa microstrip circuit, apan makadugang usab sa pagkawala sa conductor sa circuit. Tungod sa epekto sa panit, ang impluwensya sa copper foil roughness sa pagkawala sa konduktor nagdepende usab sa frequency. Gitandi sa Figure 1 ang pagkawala sa pagsal-ot sa 50 ohm microstrip transmission line circuits base sa lainlaing gibag-on sa PCB, nga 6.6 mils ug 10 mils, matag usa.

The simulation results are obtained using Rogers Corporation’s MWI-2010 microwave impedance calculation software. The MWI-2010 software quotes the analytical equations in the classic papers in the field of microstrip line modeling. The test data in Figure 1 is obtained by the differential length measurement method of a vector network analyzer. It can be seen from Fig. 1 that the simulation results of the total loss curve are basically consistent with the measured results. It can be seen from the figure that the conductor loss of the thinner circuit (the curve on the left corresponds to a thickness of 6.6 mil) is the main component of the total insertion loss. As the circuit thickness increases (the thickness corresponding to the curve on the right is 10mil), the dielectric loss and the conductor loss tend to approach, and the two together constitute the total insertion loss.

The circuit material parameters used in the simulation model and the actual circuit are: dielectric constant 3.66, loss factor 0.0037, and copper conductor surface roughness 2.8 um RMS. When the surface roughness of the copper foil under the same circuit material is reduced, the conductor loss of the 6.6 mil and 10 mil circuits in Figure 1 will be significantly reduced; however, the effect is not obvious for the 20 mil circuit. Figure 2 shows the test results of two circuit materials with different roughness, namely Rogers RO4350B™ standard circuit material with high roughness and Rogers RO4350B LoPro™ circuit material with low roughness.

For thinner substrates, the use of smooth copper foil can significantly reduce the insertion loss. For the 6.6mil substrate, the insertion loss is reduced by 0.3 dB due to the use of smooth copper foil at 20GHz; the 10mil substrate is reduced by 0.22 dB at 20GHz; and the 20mil substrate, the insertion loss is only reduced by 0.11 dB.

This means that when the circuit is fed with a certain amount of RF microwave power, the thinner the circuit will generate more heat. When comprehensively weighing the issue of circuit heating, on the one hand, a thinner circuit generates more heat than a thick circuit at high power levels, but on the other hand, a thinner circuit can obtain more effective heat flow through the heat sink. Keep the temperature relatively low.

Aron masulbad ang problema sa pagpainit sa sirkito, ang sulundon nga manipis nga sirkito kinahanglan adunay mga mosunod nga mga kinaiya: ubos nga pagkawala sa hinungdan sa materyal sa sirkito, hapsay nga tumbaga nga manipis nga nawong, ubos nga εr ug taas nga thermal conductivity. Kung itandi sa materyal sa sirkito nga taas nga εr, ang gilapdon sa konduktor sa parehas nga impedance nga nakuha sa ilawom sa kahimtang nga ubos nga εr mahimong mas dako, nga mapuslanon aron makunhuran ang pagkawala sa konduktor sa sirkito. Gikan sa panan-aw sa pagwagtang sa kainit sa sirkito, bisan kung ang kadaghanan sa mga high-frequency nga PCB circuit substrates adunay dili maayo nga thermal conductivity kalabot sa mga konduktor, ang thermal conductivity sa mga materyales sa circuit usa pa ka hinungdanon nga parameter.

Daghang mga diskusyon bahin sa thermal conductivity sa mga substrate sa sirkito ang gipatin-aw sa naunang mga artikulo, ug kini nga artikulo magkutlo sa pipila ka mga resulta ug impormasyon gikan sa naunang mga artikulo. Pananglitan, ang mosunod nga equation ug Figure 3 makatabang aron masabtan ang mga hinungdan nga may kalabutan sa thermal performance sa PCB circuit nga mga materyales. Sa equation, ang k mao ang thermal conductivity (W/m/K), A ang lugar, TH ang temperatura sa init nga tinubdan, TC ang temperatura sa bugnaw nga tinubdan, ug L ang gilay-on tali sa init nga tinubdan ug ang bugnaw nga tinubdan.