Производствената точност на предавателните линии за радиочестотни платки изисква изключително висока точност. Основната причина е, че в RF сценариите, PCB предавателните линии са еволюирали от обикновени "електрически конектори" до основни компоненти с разпределени параметри, които директно определят производителността на веригата. Отклоненията в размера на микромащаба се усилват от високочестотни ефекти, което води до значително влошаване на производителността.
При високи честоти дължината на вълната е със същата величина като размера на проводника
Колкото по-висока е честотата на RF сигнала, толкова по-къса е дължината на вълната. Когато дължината на проводника надвиши λ/16, той трябва да се третира като предавателна линия и вече не може да се третира като обикновен проводник.
В сценария с радар с милиметрови вълни, монтиран на превозно средство от 77 GHz, дължината на вълната на сигнала в платката FR-4 е само 2,1 mm, а прагът λ/16 е само 0,13 mm. Всяка геометрия на окабеляването директно участва в електрическото поведение на веригата.
В този момент дори няколко микрометра отклонение на ширината на линията може директно да промени електрическата дължина на предавателната линия, причинявайки фазово изместване и директно водещо до отклонение в насочването на лъча в системи като фазова решетка и радар, които изискват изключително висока фазова консистенция.
Толерансът на точността на съгласуване на импеданса е изключително малък
Стандартният за индустрията импеданс от 50 Ω е "договорът за ефективност" на радиочестотните системи и дори малки отклонения на импеданса могат да причинят сериозни отражения на сигнала.
Като вземем за пример микролентовата линия от 50 Ω на платката FR4, за всяка промяна от ± 10 μm в ширината на линията, импедансът ще се отклони с ± 2 Ω, което директно води до влошаване на обратната загуба.
Ако отклонението на импеданса надвишава ± 10%, обратната загуба ще намалее до под 26dB, а делът на отразената мощност ще се увеличи до 0,23%, директно изразходвайки бюджета на връзката, което води до влошаване на стойността на шума в приемащия край и усилвателят не може да компенсира тези загуби.
Загубата под скин ефект е изключително чувствителна към размера
След като честотата превиши 1 GHz, сигналният ток вече не протича равномерно през напречното сечение на проводника, а се концентрира в тънък слой на микрометърно ниво на повърхността на проводника.
Дълбочината на кожата на сигнала от 2,4 GHz в меден проводник е само 1,3 μm, а при 77GHz дълбочината на кожата е по-малка от 0,4 μm. Малки промени в отклонението на ширината на линията, грапавостта на медното фолио и корозията на страната на ецване могат значително да увеличат действителната дължина на токовия път на проводника, причинявайки допълнителни високочестотни вмъкнати загуби.
При сценарии с милиметрови вълни разликата в загубите от 0,07dB/cm влияе пряко върху обхвата на откриване на радара, което изисква грапавостта на ръба на предавателната линия да се контролира в рамките на 0,5 μm, което не може да бъде постигнато от обикновените процеси на печатни платки.
Прецизен контрол на пресичането и електромагнитното излъчване
Силата на свързване на електромагнитното поле между съседни линии при високи честоти е пряко свързана със съотношението на разстоянието между линиите към обратното земно разстояние. Дори малките отклонения на разстоянието могат да доведат до превишаване на проектните очаквания от пресичане.
Често използваното "3W правило" в радиочестотната индустрия изисква разстоянието между редовете да бъде поне три пъти по-голямо от ширината на линията. Само чрез компресиране на толеранса на разстоянието между линиите до ± 0,5 mil резултатите от симулацията могат напълно да съответстват на действителната производителност и да се избегне кръстосано смущаване на сигнала между съседни канали.
Незначителни геометрични дефекти, като остри ъгли под 90 градуса и назъбвания на ръбовете в окабеляването, могат да бъдат еквивалентни на малки антени, излъчващи енергия навън при високи честоти, причинявайки изтичане на сигнал и въвеждане на допълнителни електромагнитни смущения, които трябва да бъдат напълно избегнати чрез високопрецизни процеси на ецване.