Өндөр давтамжийн/богино долгионы радио давтамжийн дохиог ПХБ-ийн хэлхээ, хэлхээний өөрөө болон хэлхээний материалаас үүссэн алдагдал нь тодорхой хэмжээний дулааныг зайлшгүй үүсгэх болно. Алдагдал их байх тусам ПХБ-ийн материалаар дамжин өнгөрөх хүч ихсэх ба дулааныг үүсгэдэг. Хэлхээний ажиллах температур нь нэрлэсэн утгаас хэтэрсэн тохиолдолд хэлхээ нь зарим асуудал үүсгэж болзошгүй. Жишээлбэл, ПХБ-д сайн мэддэг MOT үйл ажиллагааны ердийн параметр нь хамгийн их ажиллах температур юм. Ашиглалтын температур нь MOT-аас хэтэрсэн тохиолдолд ПХБ-ийн хэлхээний гүйцэтгэл, найдвартай байдалд заналхийлнэ. Цахилгаан соронзон загварчлал болон туршилтын хэмжилтийг хослуулснаар RF-ийн богино долгионы ПХБ-ийн дулааны шинж чанарыг ойлгох нь өндөр температураас үүдэлтэй хэлхээний гүйцэтгэл, найдвартай байдлын доройтлоос зайлсхийхэд тусална.

Хэлхээний материалд оруулах алдагдал хэрхэн үүсдэгийг ойлгох нь өндөр давтамжийн ПХБ хэлхээний дулааны гүйцэтгэлтэй холбоотой чухал хүчин зүйлсийг илүү сайн тайлбарлахад тусална. Энэ нийтлэлд хэлхээний дулааны гүйцэтгэлтэй холбоотой солилцооны талаар ярихын тулд микро туузан дамжуулагчийн хэлхээг жишээ болгон авч үзэх болно. Хоёр талт ПХБ-ийн бүтэцтэй бичил туузан хэлхээнд диэлектрик алдагдал, дамжуулагчийн алдагдал, цацрагийн алдагдал, алдагдлын алдагдал орно. Янз бүрийн алдагдлын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн ялгаа их байна. Хэд хэдэн үл хамаарах зүйлээс гадна өндөр давтамжийн ПХБ хэлхээний алдагдал нь ерөнхийдөө маш бага байдаг. Энэ нийтлэлд алдагдсан алдагдлын утга нь маш бага тул одоохондоо үүнийг үл тоомсорлох болно.

Цацрагийн алдагдал

Цацрагийн алдагдал нь ажлын давтамж, хэлхээний субстратын зузаан, ПХБ-ийн диэлектрик тогтмол (харьцангуй диэлектрик тогтмол эсвэл εr) болон дизайны төлөвлөгөө зэрэг хэлхээний олон параметрээс хамаарна. Дизайн схемийн хувьд цацрагийн алдагдал нь ихэвчлэн хэлхээн дэх эсэргүүцлийн өөрчлөлт эсвэл цахилгаан соронзон долгионы дамжуулалтын зөрүүгээс үүдэлтэй байдаг. Хэлхээний эсэргүүцэл хувиргах талбарт ихэвчлэн дохио дамжуулах хэсэг, алхамын эсэргүүцлийн цэг, тулгуур ба тохирох сүлжээ орно. Хэлхээний боломжийн загвар нь гөлгөр эсэргүүцэл хувиргалтыг хийж, улмаар хэлхээний цацрагийн алдагдлыг бууруулдаг. Мэдээжийн хэрэг, хэлхээний аль ч интерфэйс дээр цацрагийн алдагдалд хүргэдэг эсэргүүцэлтэй нийцэхгүй байх магадлалтай гэдгийг ойлгох хэрэгтэй. Ашиглалтын давтамжийн үүднээс авч үзвэл ихэвчлэн давтамж өндөр байх тусам хэлхээний цацрагийн алдагдал их байдаг.

Цацрагийн алдагдалтай холбоотой хэлхээний материалын параметрүүд нь голчлон диэлектрик тогтмол ба ПХБ материалын зузаан юм. Хэлхээний субстрат зузаан байх тусам цацрагийн алдагдал үүсэх магадлал нэмэгддэг; ПХБ материалын εr бага байх тусам хэлхээний цацрагийн алдагдал их байна. Материалын шинж чанарыг иж бүрэн жинлэснээр нимгэн хэлхээний субстратыг ашиглах нь бага εr хэлхээний материалаас үүсэх цацрагийн алдагдлыг нөхөх арга болгон ашиглаж болно. Хэлхээний субстратын зузаан ба εr-ийн хэлхээний цацрагийн алдагдалд үзүүлэх нөлөө нь давтамжаас хамааралтай функц юм. Хэлхээний субстратын зузаан нь 20 миль-ээс хэтрэхгүй, ажлын давтамж нь 20 ГГц-ээс бага байвал хэлхээний цацрагийн алдагдал маш бага байна. Энэ нийтлэл дэх хэлхээний загварчлал, хэмжилтийн ихэнх давтамж нь 20 ГГц-ээс бага байдаг тул энэ нийтлэлийн хэлэлцүүлэг нь хэлхээний халаалтанд цацрагийн алдагдлын нөлөөллийг үл тоомсорлох болно.

20 ГГц-ээс доош цацрагийн алдагдлыг үл тоомсорлосны дараа микро зурвас дамжуулах шугамын хэлхээний оруулгын алдагдал нь диэлектрик алдагдал ба дамжуулагчийн алдагдал гэсэн хоёр хэсгээс бүрдэнэ. Энэ хоёрын эзлэх хувь нь хэлхээний субстратын зузаанаас ихээхэн хамаардаг. Нимгэн субстратын хувьд дамжуулагчийн алдагдал нь гол бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Олон шалтгааны улмаас дамжуулагчийн алдагдлыг нарийн урьдчилан таамаглахад хэцүү байдаг. Жишээлбэл, дамжуулагчийн гадаргуугийн тэгш бус байдал нь цахилгаан соронзон долгионы дамжуулах шинж чанарт асар их нөлөө үзүүлдэг. Зэс тугалган цаасны гадаргуугийн барзгар байдал нь бичил туузан хэлхээний цахилгаан соронзон долгионы тархалтын тогтмолыг өөрчлөхөөс гадна хэлхээний дамжуулагчийн алдагдлыг нэмэгдүүлэх болно. Арьсны нөлөөгөөр дамжуулагчийн алдагдалд зэс тугалган барзгар байдал нь давтамжаас хамаарна. Зураг 1-д 50 миль ба 6.6 миль хэмжээтэй ПХБ-ийн өөр өөр зузаан дээр суурилсан 10 ом микро туузан дамжуулах шугамын хэлхээний оруулгын алдагдлыг харьцуулсан болно.

25

Зураг 1. Өөр өөр зузаантай ПХБ материал дээр үндэслэсэн 50 ом-ын микро зурвас дамжуулах шугамын хэлхээний харьцуулалт

Хэмжиж, загварчилсан үр дүн

Зураг 1-ийн муруй нь хэмжсэн үр дүн болон симуляцийн үр дүнг агуулна. Симуляцийн үр дүнг Рожерс Корпорацийн MWI-2010 богино долгионы импеданс тооцоолох программ хангамжийг ашиглан олж авсан. MWI-2010 программ хангамж нь бичил судалтай шугамын загварчлалын чиглэлээрх сонгодог бүтээлүүдийн аналитик тэгшитгэлүүдийг иш татдаг. Зураг 1-ийн туршилтын өгөгдлийг вектор сүлжээний анализаторын дифференциал уртыг хэмжих аргаар олж авсан. Нийт алдагдлын муруйн симуляцийн үр дүн нь хэмжсэн үр дүнтэй үндсэндээ нийцэж байгааг Зураг 1-ээс харж болно. Нимгэн хэлхээний дамжуулагчийн алдагдал (зүүн талын муруй нь 6.6 миль зузаантай тохирч байна) нь нийт оруулах алдагдлын гол бүрэлдэхүүн хэсэг болохыг зургаас харж болно. Хэлхээний зузаан нэмэгдэхийн хэрээр (баруун талын муруйтай харгалзах зузаан нь 10 миль) диэлектрик алдагдал ба дамжуулагчийн алдагдал ойртох хандлагатай байдаг бөгөөд энэ хоёр нь нийлээд оруулгын нийт алдагдлыг бүрдүүлдэг.

1-р зураг дээрх симуляцийн загвар ба бодит хэлхээнд ашигласан хэлхээний материалын параметрүүд нь: диэлектрик тогтмол 3.66, алдагдлын коэффициент 0.0037, зэс дамжуулагчийн гадаргуугийн тэгш бус байдал 2.8 um RMS. Нэг хэлхээний материалын доорхи зэс тугалган цаасны гадаргуугийн тэгш бус байдлыг багасгахад 6.6-р зурагт үзүүлсэн 10 миль ба 1 миль хэлхээний дамжуулагчийн алдагдал мэдэгдэхүйц буурах болно; гэхдээ 20 миль хэлхээний хувьд нөлөө нь тодорхойгүй байна. Зураг 2-т барзгаржилт ихтэй Rogers RO4350B™ стандарт хэлхээний материал ба барзгаржилт багатай Rogers RO4350B LoPro™ хэлхээний материал зэрэг өөр өөр барзгартай хоёр хэлхээний материалын туршилтын үр дүнг харуулав.

Зураг 2-т бичил туузны хэлхээг боловсруулахад гөлгөр зэс тугалган гадаргуугийн субстратыг ашиглах давуу талыг харуулав. Нимгэн субстратын хувьд гөлгөр зэс тугалган цаас хэрэглэх нь оруулгын алдагдлыг эрс багасгадаг. 6.6 миль субстратын хувьд гөлгөр зэс тугалган цаасыг ашигласнаар 0.3 ГГц давтамжтайгаар оруулгын алдагдал 20 дБ-ээр буурдаг; 10mil субстрат нь 0.22GHz дээр 20 дБ-ээр буурсан; болон 20 миль субстрат, оруулах алдагдал нь зөвхөн 0.11 дБ буурсан байна.

Зураг 1 ба 2-р зурагт үзүүлснээр хэлхээний субстрат нимгэн байх тусам хэлхээний оруулах алдагдал их байна. Энэ нь хэлхээг тодорхой хэмжээний RF-ийн богино долгионы хүчээр тэжээх үед нимгэн байх тусам хэлхээ нь илүү их дулааныг үүсгэдэг гэсэн үг юм. Халаалтын хэлхээний асуудлыг цогцоор нь авч үзэхэд нэг талаас нимгэн хэлхээ нь өндөр чадлын түвшинд зузаан хэлхээнээс илүү их дулааныг үүсгэдэг боловч нөгөө талаас нимгэн хэлхээ нь дулаан шингээгчээр дамжин илүү үр дүнтэй дулааны урсгалыг олж авах боломжтой. Температурыг харьцангуй бага байлгах.

Хэлхээний халаалтын асуудлыг шийдэхийн тулд хамгийн тохиромжтой нимгэн хэлхээ нь дараахь шинж чанартай байх ёстой: хэлхээний материалын алдагдлын коэффициент бага, зэсийн нимгэн гадаргуу, εr бага, дулаан дамжуулалт өндөр. Өндөр εr хэлхээний материалтай харьцуулахад бага εr нөхцөлд олж авсан ижил эсэргүүцэлтэй дамжуулагчийн өргөн нь илүү том байж болох бөгөөд энэ нь хэлхээний дамжуулагчийн алдагдлыг бууруулахад тустай. Хэлхээний дулаан дамжилтын үүднээс авч үзвэл өндөр давтамжийн ПХБ хэлхээний субстратуудын ихэнх нь дамжуулагчтай харьцуулахад маш муу дулаан дамжуулалттай байдаг ч хэлхээний материалын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр нь маш чухал үзүүлэлт хэвээр байна.

Хэлхээний субстратын дулаан дамжилтын талаархи олон хэлэлцүүлгийг өмнөх нийтлэлүүдэд боловсруулсан бөгөөд энэ нийтлэлд өмнөх нийтлэлүүдийн зарим үр дүн, мэдээллийг иш татах болно. Жишээлбэл, дараах тэгшитгэл болон Зураг 3 нь ПХБ хэлхээний материалын дулааны гүйцэтгэлтэй холбоотой хүчин зүйлсийг ойлгоход тустай. Тэгшитгэлд k нь дулаан дамжилтын илтгэлцүүр (Вт/м/К), А нь талбай, TH нь дулааны эх үүсвэрийн температур, TC нь хүйтэн эх үүсвэрийн температур, L нь дулааны эх үүсвэрийн хоорондох зай юм. хүйтэн эх үүсвэр.