Почему так сложно проектировать печатные платы для ВЧ и СВЧ?

Если говорить проще, то радиочастотные и микроволновые печатные платы предназначены для работы на высоких частотах, поэтому процесс их проектирования немного сложнее. Кроме того, что они более чувствительны к шуму сигнала, они требуют проводящего материала и имеют острые углы.

Радиочастотные и микроволновые печатные платы предназначены для работы с высокочастотными сигналами

Радиочастотные и микроволновые печатные платы - это специализированные платы, предназначенные для работы с высокочастотными сигналами. Такие платы часто изготавливаются из материалов с низким коэффициентом трансформации, что делает их более стабильными в условиях высоких температур. Они также позволяют легко выравнивать несколько слоев. Кроме того, они имеют многослойную структуру, что позволяет снизить стоимость монтажа и увеличить производительность. Высокочастотные сигналы очень чувствительны к шуму, и разработчикам необходимо убедиться, что их печатные платы будут устойчивы к этому шуму.

Подложка с высокой проницаемостью необходима для радиочастотной печатной платы. Относительная проницаемость - это соотношение между диэлектрической проницаемостью и вакуумной проницаемостью. Эта характеристика важна, поскольку она позволяет минимизировать объем пространства, необходимого на печатной плате. Кроме того, материалы подложки должны быть стабильными при высоких и низких температурах, а также устойчивыми к влажности.

Они более чувствительны к шуму сигнала

Высокочастотные сигнальные шумы - распространенная проблема ВЧ и СВЧ печатных плат, и разработчики должны быть особенно внимательны, чтобы уменьшить их влияние. ВЧ- и СВЧ-сигналы гораздо менее терпимы к сигнальному шуму, чем высокоскоростные цифровые сигналы, и они должны быть сформированы таким образом, чтобы минимизировать его влияние. Для обеспечения непрерывности пути прохождения сигнального шума на печатной плате следует использовать заземляющую плоскость.

Сигнальный шум может иметь ряд негативных последствий для радио- и микроволновых печатных плат. Во-первых, радиочастотные и микроволновые сигналы более чувствительны к сигнальным шумам, поскольку они проходят по пути наименьшего сопротивления. Сигналы с более высокими частотами обычно проходят по путям с низкой индуктивностью, что может вызвать сигнальный шум и звон. Поэтому очень важно обеспечить непрерывную плоскость заземления от драйвера до приемника.

Для отвода тепла им требуется проводящий материал

Когда на печатную плату ВЧ или СВЧ подается напряжение, проводящий материал должен отводить выделяющееся тепло. Это достигается путем следования общей модели теплового потока, когда тепло течет от источника к области с более низкой температурой. Обычно для ВЧ-приложений используется такой проводящий материал, как медь, поскольку она способна рассеивать тепло без потерь.

Диэлектрическая проницаемость (Dk) подложки печатной платы определяет, насколько хорошо она отводит тепло. Печатные платы, изготовленные из проводящего материала, имеют более низкое значение Dk, чем те, которые изготовлены из инертного материала. Высокие значения Dk приводят к уменьшению размеров печатных плат.

Они требуют соблюдения множества правил проектирования

Печатные платы для ВЧ и СВЧ имеют множество правил проектирования, которые необходимо соблюдать для достижения оптимальной производительности. Например, при разводке печатной платы для ВЧ/микроволновых печей необходимо учитывать необходимость согласования импеданса между проводниками, что очень важно при работе с ВЧ. Кроме того, схема должна минимизировать риск перекрестных наводок, которые представляют собой обмен энергией между проводниками.

Еще одно важное правило при проектировании печатной платы для ВЧ/микроволновых печей - материал подложки должен быть способен поглощать низкую влажность. Это поможет уменьшить объем пространства, необходимого для печатной платы. Еще одним параметром для материалов подложки является относительная проницаемость, которая представляет собой отношение диэлектрической проницаемости к вакуумной проницаемости. В идеале относительная проницаемость материалов печатных плат для ВЧ/микроволновых систем должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить высокоскоростные межсоединения без ущерба для ширины линии и допусков на импеданс. Это требует тщательного анализа предварительных параметров и материалов, которые должны быть определены с помощью схемы печатной платы.