ໃນ​ເວ​ລາ​ທີ່​ຄວາມ​ຖີ່​ສູງ​ຂອງ​ສັນ​ຍານ​ວິ​ທະ​ຍຸ / ໄມ​ໂຄ​ເວ​ດ​ຖືກ​ປ້ອນ​ເຂົ້າ​ໄປ​ໃນ​ PCB ວົງຈອນ, ການສູນເສຍທີ່ເກີດຈາກວົງຈອນຕົວມັນເອງແລະອຸປະກອນວົງຈອນ inevitably ຈະສ້າງຈໍານວນທີ່ແນ່ນອນຂອງຄວາມຮ້ອນ. ການສູນເສຍຫຼາຍ, ພະລັງງານທີ່ຜ່ານວັດສະດຸ PCB ສູງຂຶ້ນ, ແລະຄວາມຮ້ອນທີ່ຜະລິດຫຼາຍຂື້ນ. ເມື່ອອຸນຫະພູມການດໍາເນີນງານຂອງວົງຈອນເກີນມູນຄ່າການຈັດອັນດັບ, ວົງຈອນອາດຈະເຮັດໃຫ້ເກີດບັນຫາບາງຢ່າງ. ຕົວຢ່າງ, ຕົວກໍານົດການປະຕິບັດງານປົກກະຕິ MOT, ເຊິ່ງເປັນທີ່ຮູ້ຈັກດີໃນ PCBs, ແມ່ນອຸນຫະພູມປະຕິບັດງານສູງສຸດ. ເມື່ອອຸນຫະພູມປະຕິບັດງານເກີນ MOT, ການປະຕິບັດແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງວົງຈອນ PCB ຈະຖືກຂົ່ມຂູ່. ໂດຍຜ່ານການປະສົມປະສານຂອງການສ້າງແບບຈໍາລອງແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າແລະການວັດແທກການທົດລອງ, ຄວາມເຂົ້າໃຈລັກສະນະຄວາມຮ້ອນຂອງ RF microwave PCBs ສາມາດຊ່ວຍຫຼີກເວັ້ນການຊຸດໂຊມຂອງວົງຈອນແລະການເຊື່ອມໂຊມຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືທີ່ເກີດຈາກອຸນຫະພູມສູງ.

ການເຂົ້າໃຈວິທີການສູນເສຍການແຊກຊຶມເກີດຂື້ນໃນວັດສະດຸວົງຈອນຊ່ວຍອະທິບາຍປັດໃຈສໍາຄັນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການປະຕິບັດຄວາມຮ້ອນຂອງວົງຈອນ PCB ທີ່ມີຄວາມຖີ່ສູງ. ບົດຄວາມນີ້ຈະເອົາວົງຈອນສາຍສົ່ງ microstrip ເປັນຕົວຢ່າງເພື່ອສົນທະນາການຄ້າ-offs ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການປະຕິບັດຄວາມຮ້ອນຂອງວົງຈອນ. ໃນວົງຈອນ microstrip ທີ່ມີໂຄງສ້າງ PCB ສອງດ້ານ, ການສູນເສຍປະກອບມີການສູນເສຍ dielectric, ການສູນເສຍ conductor, ການສູນເສຍລັງສີ, ແລະການສູນເສຍການຮົ່ວໄຫຼ. ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງອົງປະກອບການສູນເສຍທີ່ແຕກຕ່າງກັນແມ່ນຂະຫນາດໃຫຍ່. ມີຂໍ້ຍົກເວັ້ນບໍ່ຫຼາຍປານໃດ, ການສູນເສຍການຮົ່ວໄຫຼຂອງວົງຈອນ PCB ຄວາມຖີ່ສູງໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນຕໍ່າຫຼາຍ. ໃນບົດຄວາມນີ້, ເນື່ອງຈາກວ່າມູນຄ່າການສູນເສຍການຮົ່ວໄຫຼແມ່ນຕໍ່າຫຼາຍ, ມັນຈະຖືກລະເວັ້ນສໍາລັບເວລາ.

ການສູນເສຍລັງສີ

ການສູນເສຍລັງສີແມ່ນຂຶ້ນກັບຕົວກໍານົດການວົງຈອນຈໍານວນຫຼາຍເຊັ່ນ: ຄວາມຖີ່ຂອງການດໍາເນີນງານ, ຄວາມຫນາຂອງ substrate ວົງຈອນ, PCB dielectric ຄົງທີ່ (ຄວາມຄົງທີ່ dielectric ພີ່ນ້ອງຫຼືεr) ແລະແຜນການອອກແບບ. ເທົ່າທີ່ແຜນການອອກແບບມີຄວາມເປັນຫ່ວງ, ການສູນເສຍລັງສີມັກຈະເກີດຈາກການຫັນປ່ຽນ impedance ທີ່ບໍ່ດີໃນວົງຈອນ ຫຼືຄວາມແຕກຕ່າງຂອງການສົ່ງຄື້ນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າໃນວົງຈອນ. ພື້ນທີ່ການຫັນປ່ຽນ impedance ວົງຈອນປົກກະຕິປະກອບມີພື້ນທີ່ອາຫານສັນຍານ, ຈຸດ impedance ຂັ້ນຕອນ, stub ແລະເຄືອຂ່າຍຈັບຄູ່. ການອອກແບບວົງຈອນທີ່ສົມເຫດສົມຜົນສາມາດຮັບຮູ້ການຫັນເປັນ impedance ລຽບ, ດັ່ງນັ້ນການຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍລັງສີຂອງວົງຈອນ. ແນ່ນອນ, ມັນຄວນຈະໄດ້ຮັບຮູ້ວ່າມີຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງ impedance mismatch ທີ່ນໍາໄປສູ່ການສູນເສຍລັງສີໃນການໂຕ້ຕອບຂອງວົງຈອນ. ຈາກທັດສະນະຂອງຄວາມຖີ່ຂອງການດໍາເນີນງານ, ປົກກະຕິແລ້ວຄວາມຖີ່ທີ່ສູງຂຶ້ນ, ການສູນເສຍລັງສີຂອງວົງຈອນຫຼາຍກວ່າເກົ່າ.

ຕົວກໍານົດການຂອງວັດສະດຸວົງຈອນທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການສູນເສຍລັງສີແມ່ນສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຄົງທີ່ dielectric ແລະຄວາມຫນາຂອງວັດສະດຸ PCB. ແຜ່ນຍ່ອຍຂອງວົງຈອນທີ່ຫນາກວ່າ, ຄວາມເປັນໄປໄດ້ຂອງການເຮັດໃຫ້ເກີດການສູນເສຍລັງສີຫຼາຍ; εr ຕ່ໍາຂອງວັດສະດຸ PCB, ການສູນເສຍລັງສີຂອງວົງຈອນຫຼາຍກວ່າເກົ່າ. ລັກສະນະອຸປະກອນການຊັ່ງນໍ້າຫນັກທີ່ສົມບູນແບບ, ການນໍາໃຊ້ substrates ວົງຈອນບາງສາມາດນໍາໃຊ້ເປັນວິທີການຊົດເຊີຍການສູນເສຍລັງສີທີ່ເກີດຈາກວັດສະດຸວົງຈອນεrຕ່ໍາ. ອິດທິພົນຂອງຄວາມຫນາຂອງ substrate ວົງຈອນແລະεrກ່ຽວກັບການສູນເສຍ radiation ວົງຈອນແມ່ນເນື່ອງຈາກວ່າມັນເປັນຫນ້າທີ່ຂຶ້ນກັບຄວາມຖີ່. ໃນເວລາທີ່ຄວາມຫນາຂອງ substrate ຂອງວົງຈອນບໍ່ເກີນ 20mil ແລະຄວາມຖີ່ຂອງການດໍາເນີນງານຕ່ໍາກວ່າ 20GHz, ການສູນເສຍລັງສີຂອງວົງຈອນແມ່ນຕໍ່າຫຼາຍ. ເນື່ອງຈາກວ່າສ່ວນໃຫຍ່ຂອງການສ້າງແບບຈໍາລອງແລະຄວາມຖີ່ຂອງການວັດແທກໃນບົດຄວາມນີ້ແມ່ນຕ່ໍາກວ່າ 20GHz, ການສົນທະນາໃນບົດຄວາມນີ້ຈະບໍ່ສົນໃຈອິດທິພົນຂອງການສູນເສຍລັງສີຕໍ່ຄວາມຮ້ອນຂອງວົງຈອນ.

ຫຼັງຈາກທີ່ບໍ່ສົນໃຈການສູນເສຍລັງສີຕ່ໍາກວ່າ 20GHz, ການສູນເສຍການແຊກຂອງວົງຈອນສາຍສົ່ງ microstrip ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບມີສອງພາກສ່ວນ: ການສູນເສຍ dielectric ແລະການສູນເສຍ conductor. ອັດຕາສ່ວນຂອງທັງສອງສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຂຶ້ນກັບຄວາມຫນາຂອງ substrate ວົງຈອນ. ສໍາລັບ substrates ບາງໆ, ການສູນເສຍ conductor ແມ່ນອົງປະກອບຕົ້ນຕໍ. ດ້ວຍເຫດຜົນຫຼາຍຢ່າງ, ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວມັນເປັນການຍາກທີ່ຈະຄາດຄະເນການສູນເສຍ conductor ໄດ້ຢ່າງຖືກຕ້ອງ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ຄວາມຫຍາບຂອງຫນ້າດິນຂອງ conductor ມີອິດທິພົນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ຄຸນລັກສະນະການສົ່ງຕໍ່ຂອງຄື້ນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ. ຄວາມຫຍາບຂອງພື້ນຜິວຂອງແຜ່ນທອງແດງບໍ່ພຽງແຕ່ຈະປ່ຽນແປງການແຜ່ກະຈາຍຂອງຄື້ນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າຄົງທີ່ຂອງວົງຈອນ microstrip, ແຕ່ຍັງເພີ່ມການສູນເສຍ conductor ຂອງວົງຈອນ. ເນື່ອງຈາກຜົນກະທົບຂອງຜິວຫນັງ, ອິດທິພົນຂອງ roughness foil ທອງແດງຕໍ່ການສູນເສຍ conductor ແມ່ນຍັງຂຶ້ນກັບຄວາມຖີ່. ຮູບທີ 1 ປຽບທຽບການສູນເສຍການແຊກຂອງວົງຈອນສາຍສົ່ງ microstrip 50 ohm ໂດຍອີງໃສ່ຄວາມຫນາ PCB ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ເຊິ່ງແມ່ນ 6.6 mils ແລະ 10 mils, ຕາມລໍາດັບ.

25

ຮູບ 1. ການປຽບທຽບວົງຈອນສາຍສົ່ງ microstrip 50 ohm ໂດຍອີງໃສ່ວັດສະດຸ PCB ທີ່ມີຄວາມຫນາແຕກຕ່າງກັນ.

ຜົນໄດ້ຮັບການວັດແທກແລະການຈໍາລອງ

ເສັ້ນໂຄ້ງໃນຮູບທີ 1 ປະກອບດ້ວຍຜົນການວັດແທກ ແລະຜົນການຈໍາລອງ. ຜົນໄດ້ຮັບການຈໍາລອງແມ່ນໄດ້ຮັບໂດຍການໃຊ້ຊອບແວການຄິດໄລ່ຄວາມຕ້ານທານໄມໂຄເວຟ MWI-2010 ຂອງ Rogers Corporation. ຊອບແວ MWI-2010 ອ້າງເຖິງສົມຜົນການວິເຄາະໃນເອກະສານຄລາສສິກໃນຂົງເຂດການສ້າງແບບຈໍາລອງເສັ້ນ microstrip. ຂໍ້​ມູນ​ການ​ທົດ​ສອບ​ໃນ​ຮູບ​ທີ 1 ແມ່ນ​ໄດ້​ຮັບ​ໂດຍ​ວິ​ທີ​ການ​ວັດ​ແທກ​ຄວາມ​ຍາວ​ທີ່​ແຕກ​ຕ່າງ​ກັນ​ຂອງ​ການ​ວິ​ເຄາະ​ເຄືອ​ຂ່າຍ vector​. ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ຈາກຮູບທີ 1 ວ່າຜົນການຈໍາລອງຂອງເສັ້ນໂຄ້ງການສູນເສຍທັງຫມົດໂດຍພື້ນຖານແລ້ວແມ່ນສອດຄ່ອງກັບຜົນໄດ້ຮັບທີ່ວັດແທກ. ມັນສາມາດເຫັນໄດ້ຈາກຕົວເລກທີ່ການສູນເສຍ conductor ຂອງວົງຈອນ thinner (ເສັ້ນໂຄ້ງຢູ່ເບື້ອງຊ້າຍເທົ່າກັບຄວາມຫນາຂອງ 6.6 mil) ແມ່ນອົງປະກອບຕົ້ນຕໍຂອງການສູນເສຍການແຊກຊຶມທັງຫມົດ. ເມື່ອຄວາມຫນາຂອງວົງຈອນເພີ່ມຂຶ້ນ (ຄວາມຫນາທີ່ສອດຄ້ອງກັນກັບເສັ້ນໂຄ້ງດ້ານຂວາແມ່ນ 10mil), ການສູນເສຍ dielectric ແລະການສູນເສຍ conductor ມີແນວໂນ້ມທີ່ຈະເຂົ້າຫາ, ແລະທັງສອງຮ່ວມກັນປະກອບເປັນການສູນເສຍການແຊກທັງຫມົດ.

ຮູບແບບການຈໍາລອງໃນຮູບທີ 1 ແລະຕົວກໍານົດການວັດສະດຸຂອງວົງຈອນທີ່ໃຊ້ໃນວົງຈອນຕົວຈິງແມ່ນ: dielectric ຄົງທີ່ 3.66, ປັດໄຈການສູນເສຍ 0.0037, ແລະທອງແດງ conductor ດ້ານ roughness 2.8 um RMS. ໃນເວລາທີ່ roughness ດ້ານຂອງ foil ທອງແດງພາຍໃຕ້ອຸປະກອນການວົງຈອນດຽວກັນໄດ້ຖືກຫຼຸດລົງ, ການສູນເສຍ conductor ຂອງວົງຈອນ 6.6 mil ແລະ 10 mil ໃນຮູບ 1 ຈະຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ; ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຜົນກະທົບແມ່ນບໍ່ຈະແຈ້ງສໍາລັບວົງຈອນ 20 mil. ຮູບທີ 2 ສະແດງຜົນການທົດສອບຂອງວັດສະດຸວົງຈອນສອງຢ່າງທີ່ມີຄວາມຫຍາບແຕກຕ່າງກັນ, ຄືວັດສະດຸວົງຈອນມາດຕະຖານ Rogers RO4350B™ ທີ່ມີຄວາມຫຍາບສູງ ແລະວັດສະດຸວົງຈອນ Rogers RO4350B LoPro™ ທີ່ມີຄວາມຫຍາບຕໍ່າ.

ຮູບທີ 2 ສະແດງໃຫ້ເຫັນຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງການນໍາໃຊ້ແຜ່ນຮອງພື້ນຜິວແຜ່ນທອງແດງທີ່ລຽບເພື່ອປະມວນຜົນວົງຈອນ microstrip. ສໍາລັບຊັ້ນໃຕ້ດິນບາງໆ, ການນໍາໃຊ້ແຜ່ນທອງແດງກ້ຽງສາມາດຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍການແຊກ. ສໍາລັບ substrate 6.6mil, ການສູນເສຍການແຊກແມ່ນຫຼຸດລົງ 0.3 dB ຢູ່ 20GHz ເນື່ອງຈາກການນໍາໃຊ້ແຜ່ນທອງແດງກ້ຽງ; substrate 10mil ຖືກຫຼຸດລົງໂດຍ 0.22 dB ຢູ່ 20GHz; ແລະ substrate 20mil, ການສູນເສຍການແຊກແມ່ນຫຼຸດລົງພຽງແຕ່ 0.11 dB.

ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 1 ແລະຮູບທີ 2, ແຜ່ນຍ່ອຍຂອງວົງຈອນທີ່ບາງກວ່າ, ການສູນເສຍການແຊກຂອງວົງຈອນຈະສູງຂຶ້ນ. ນີ້ຫມາຍຄວາມວ່າໃນເວລາທີ່ວົງຈອນໄດ້ຖືກປ້ອນດ້ວຍຈໍານວນທີ່ແນ່ນອນຂອງພະລັງງານ RF microwave, ວົງຈອນ thinner ຈະສ້າງຄວາມຮ້ອນຫຼາຍ. ເມື່ອການຊັ່ງນໍ້າໜັກລວມເຖິງບັນຫາຂອງຄວາມຮ້ອນຂອງວົງຈອນ, ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ວົງຈອນບາງໆຈະສ້າງຄວາມຮ້ອນຫຼາຍກວ່າວົງຈອນຫນາໃນລະດັບພະລັງງານສູງ, ແຕ່ອີກດ້ານຫນຶ່ງ, ວົງຈອນບາງໆສາມາດໄດ້ຮັບຄວາມຮ້ອນທີ່ມີປະສິດທິພາບຫຼາຍຂຶ້ນຜ່ານຊຸດຄວາມຮ້ອນ. ຮັກສາອຸນຫະພູມທີ່ຂ້ອນຂ້າງຕໍ່າ.

ເພື່ອແກ້ໄຂບັນຫາຄວາມຮ້ອນຂອງວົງຈອນ, ວົງຈອນບາງທີ່ເຫມາະສົມຄວນຈະມີລັກສະນະດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້: ປັດໄຈການສູນເສຍຕ່ໍາຂອງອຸປະກອນການວົງຈອນ, ແຜ່ນທອງແດງກ້ຽງບາງ, εr ຕ່ໍາແລະການນໍາຄວາມຮ້ອນສູງ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບວັດສະດຸວົງຈອນຂອງεrສູງ, ຄວາມກວ້າງ conductor ຂອງ impedance ດຽວກັນທີ່ໄດ້ຮັບພາຍໃຕ້ສະພາບຂອງຕ່ໍາεrສາມາດຂະຫນາດໃຫຍ່, ເຊິ່ງເປັນປະໂຫຍດເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍ conductor ຂອງວົງຈອນ. ຈາກທັດສະນະຂອງການແຜ່ກະຈາຍຄວາມຮ້ອນຂອງວົງຈອນ, ເຖິງແມ່ນວ່າ substrates ວົງຈອນ PCB ຄວາມຖີ່ສູງສ່ວນໃຫຍ່ມີການນໍາຄວາມຮ້ອນທີ່ບໍ່ດີຫຼາຍເມື່ອທຽບກັບ conductors, ການນໍາຄວາມຮ້ອນຂອງອຸປະກອນວົງຈອນຍັງເປັນຕົວກໍານົດການທີ່ສໍາຄັນຫຼາຍ.

ການສົນທະນາຫຼາຍຢ່າງກ່ຽວກັບການນໍາຄວາມຮ້ອນຂອງ substrates ວົງຈອນໄດ້ຖືກອະທິບາຍຢ່າງລະອຽດໃນບົດຄວາມກ່ອນຫນ້ານີ້, ແລະບົດຄວາມນີ້ຈະອ້າງເຖິງຜົນໄດ້ຮັບແລະຂໍ້ມູນບາງຢ່າງຈາກບົດຄວາມກ່ອນຫນ້ານີ້. ຕົວຢ່າງ, ສົມຜົນຕໍ່ໄປນີ້ແລະຮູບ 3 ແມ່ນເປັນປະໂຫຍດທີ່ຈະເຂົ້າໃຈປັດໃຈທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການປະຕິບັດຄວາມຮ້ອນຂອງວັດສະດຸວົງຈອນ PCB. ໃນສົມຜົນ, k ແມ່ນການນໍາຄວາມຮ້ອນ (W / m / K), A ແມ່ນພື້ນທີ່, TH ແມ່ນອຸນຫະພູມຂອງແຫຼ່ງຄວາມຮ້ອນ, TC ແມ່ນອຸນຫະພູມຂອງແຫຼ່ງເຢັນ, ແລະ L ແມ່ນໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງແຫຼ່ງຄວາມຮ້ອນແລະ. ແຫຼ່ງເຢັນ.