El PCB de RF controla la tolerància de l'amplada de la línia dins de ± 0,5 mil, amb l'objectiu principal de bloquejar estrictament la impedància característica en escenaris d'alta freqüència, evitant el desajust d'impedància, la sobrecàrrega, el canvi de fase i altres problemes, i garantir el rendiment i la fiabilitat de l'enllaç RF.
Restriccions rígides del control d'impedància
La impedància característica de la línia de transmissió bàsica dels circuits de RF (com les línies de microstrip de 50 Ω) està determinada per l'amplada de la línia, el gruix dielèctric, el gruix del coure i la constant dielèctrica, sent l'amplada de la línia una de les variables més sensibles.
Les proves d'enginyeria han demostrat que per cada desviació de 0,025 mm (aproximadament 1 mil) d'amplada de línia, la impedància es desplaçarà directament de 5-6 Ω; Si la desviació de l'amplada de la línia és de 0,01 mm (uns 0,4 mil), la impedància canviarà de 2 a 3 Ω.
Les aplicacions de nivell de RF requereixen que la tolerància d'impedància es controli dins d'un ± 3% (és a dir, una desviació per sota de l'objectiu de 50 Ω Menor o igual a ± 1,5 Ω), i una tolerància d'amplada de línia de ± 0,5 mil és suficient per limitar les fluctuacions d'impedància dins d'aquest rang segur i evitar que la impedància superi l'estàndard.
Suprimeix la reflexió del senyal i supera la relació d'ones estacionàries
Fins i tot una desviació d'impedància de 2 Ω en sistemes de RF pot provocar una reflexió significativa del senyal, deteriorant directament la relació d'ona estacionària (VSWR).
El desajust d'impedància causat per la desviació de l'amplada de la línia pot reflectir una mica de potència del senyal cap a l'extrem de transmissió, reduint l'eficiència de la transmissió d'energia. En casos greus, fins i tot pot revertir l'avaria de l'amplificador de potència i danyar directament el xip frontal de RF.
En escenaris d'alta freqüència, com ara un radar d'ona mil·límetre muntat en vehicles de 77 GHz, la desviació d'impedància superior al ± 8% escurçarà significativament la distància de detecció i una precisió d'amplada de línia de ± 0,5 mil és el requisit bàsic per garantir el rendiment de la detecció del radar.
Controleu l'augment de la pèrdua d'inserció d'alta freqüència
A la banda de radiofreqüència GHz, l'efecte de la pell fa que el corrent flueixi només a uns pocs micròmetres de la superfície del conductor, i l'efecte de la desviació de l'amplada de la línia sobre la pèrdua del conductor s'amplifica bruscament.
Les dades experimentals mostren que a la banda de freqüència de 77 GHz, per cada desviació de 0,02 mm d'amplada de línia, la pèrdua del conductor augmentarà directament un 28%, consumint un valuós pressupost d'enllaç i deteriorant la xifra de soroll a l'extrem receptor.
La precisió insuficient de l'amplada de línia també pot provocar un augment de la rugositat de la vora d'encaminament, agreujant encara més la pèrdua de dispersió dels senyals d'alta freqüència i fent que la pèrdua d'inserció a 28 GHz superi amb escreix el llindar de disseny.
Assegureu-vos la coherència de fase i el rendiment del circuit
El cablejat de la PCB de RF ja no és només una simple línia de connexió, sinó una part de components passius com ara filtres, divisors de potència, acobladors, etc. La desviació de l'amplada de la línia pot canviar directament la longitud elèctrica de la línia de transmissió.
En els mòduls de RF multicanal i matriu en fase, una desviació de l'amplada de línia de ± 0,5 mil o més pot introduir canvis de fase inacceptables, interrompre la sincronització de fase entre canals i provocar un desplaçament de l'apunt del feix i una disminució del guany.
Per als filtres microstrip, superar la tolerància de l'amplada de línia canviarà directament la mida de la unitat ressonant, donant lloc a un canvi en la freqüència central de la banda de pas i a un augment de la pèrdua d'inserció de banda, desviant-se completament dels indicadors de rendiment del disseny de simulació.