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.

After ignoring the radiation loss below 20GHz, the insertion loss of a microstrip transmission line circuit mainly includes two parts: dielectric loss and conductor loss. The proportion of the two mainly depends on the thickness of the circuit substrate. For thinner substrates, conductor loss is the main component. For many reasons, it is generally difficult to accurately predict conductor loss. For example, the surface roughness of a conductor has a huge influence on the transmission characteristics of electromagnetic waves. The surface roughness of copper foil will not only change the electromagnetic wave propagation constant of the microstrip circuit, but also increase the conductor loss of the circuit. Due to the skin effect, the influence of copper foil roughness on conductor loss is also frequency-dependent. Figure 1 compares the insertion loss of 50 ohm microstrip transmission line circuits based on different PCB thicknesses, which are 6.6 mils and 10 mils, respectively

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.

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.