RF печатната платка контролира толеранса на ширината на линията в рамките на ± 0,5 mil, с основната цел стриктно заключване на характеристичния импеданс при високочестотни сценарии, избягване на несъответствие на импеданса, пренапрежение на загубата, фазово изместване и други проблеми и осигуряване на производителност и надеждност на RF връзката.
Твърди ограничения за управление на импеданса
Характерният импеданс на основната предавателна линия на RF вериги (като 50 Ω микролентови линии) се определя от ширината на линията, дебелината на диелектрика, дебелината на медта и диелектричната константа, като ширината на линията е една от най-чувствителните променливи.
Инженерните тестове показват, че за всеки 0,025 mm (приблизително 1 mil) отклонение в ширината на линията, импедансът директно ще се измести с 5-6 Ω; Ако отклонението на ширината на линията е 0,01 mm (около 0,4 mil), импедансът ще се промени с 2-3 Ω.
Приложенията с радиочестотно ниво изискват толеранс на импеданса да се контролира в рамките на ± 3% (т.е. отклонение под целта от 50 Ω По-малко или равно на ± 1,5 Ω), а толерансът на ширината на линията от ± 0,5 mil е достатъчен, за да ограничи колебанията на импеданса в този безопасен диапазон и да избегне импеданса, превишаващ стандарта.
Потискане на отражението на сигнала и превишаването на коефициента на стояща вълна
Дори отклонение на импеданса от 2 Ω в RF системите може да причини значително отражение на сигнала, което директно влошава коефициента на стояща вълна (VSWR).
Несъответствието на импеданса, причинено от отклонение в ширината на линията, може да отрази част от мощността на сигнала обратно към предавателния край, намалявайки ефективността на предаване на мощност. В тежки случаи може дори да обърне повредата на усилвателя на мощността и директно да повреди RF предния чип.
При високочестотни сценарии, като 77GHz монтиран на превозно средство радар с милиметрови вълни, отклонението на импеданса, надвишаващо ± 8%, значително ще скъси разстоянието на откриване, а точността на ширината на линията от ± 0,5 mil е основното изискване за осигуряване на производителност на радарно откриване.
Контролирайте скока на високочестотната вмъкната загуба
В GHz радиочестотната лента скин-ефектът кара тока да тече само в рамките на няколко микрометра от повърхността на проводника и ефектът от отклонението на ширината на линията върху загубата на проводник рязко се усилва.
Експерименталните данни показват, че в честотната лента от 77 GHz, за всяко отклонение от 0,02 mm в ширината на линията, загубата на проводник директно ще се увеличи с 28%, изразходвайки ценен бюджет за връзка и влошавайки стойността на шума в приемащия край.
Недостатъчната точност на широчината на линията може също да доведе до увеличаване на грапавостта на ръба на маршрутизиране, допълнително влошавайки загубата на разсейване на високочестотни сигнали и причинявайки загуба на вмъкване при 28GHz да надхвърли далеч проектния праг.
Осигурете последователност на фазите и производителност на веригата
Окабеляването на RF PCB вече не е просто обикновена свързваща линия, а част от пасивни компоненти като филтри, делители на мощността, съединители и т.н. Отклонението на ширината на линията може директно да промени електрическата дължина на предавателната линия.
В модули с фазова решетка и многоканални RF модули, отклонение на широчината на линията от ± 0,5 mil или повече може да доведе до неприемливи фазови отмествания, да наруши фазовата синхронизация между каналите и да доведе до отместване на насочване на лъча и намаляване на усилването.
За микролентовите филтри превишаването на толеранса на ширината на линията ще промени директно размера на резонансния модул, което ще доведе до изместване на централната честота на лентата на пропускане и скок в загубата на вмъкване в лентата, което напълно се отклонява от показателите за ефективност на дизайна на симулацията.