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Tecnología de PCB

Tecnología de PCB - Placa de circuito de alta frecuencia: comparación entre la línea MICROSTRIP y la Guía de onda coplanar de puesta a tierra

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Tecnología de PCB - Placa de circuito de alta frecuencia: comparación entre la línea MICROSTRIP y la Guía de onda coplanar de puesta a tierra

Placa de circuito de alta frecuencia: comparación entre la línea MICROSTRIP y la Guía de onda coplanar de puesta a tierra

2021-09-09
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Author:Belle

Elegir el mejor momento PCB placa de circuito de alta frecuencia Materiales para el diseño de circuitos específicos, Este Placa de circuito de alta frecuencia Los diseñadores suelen tener en cuenta los cambios de rendimiento, Dimensiones físicas, Y el nivel de potencia del circuito. La elección de diferentes técnicas de línea de transmisión afectará el rendimiento final del diseño del circuito Alto...Circuito de frecuencia, such as the use of microstrip line or grounded coplanar waveguide (GCPW). La mayoría de los diseñadores lo saben. Alto...MICROSTRIP y Banda de frecuencia Placa de circuito de alta frecuencia, Pero la Guía de onda coplanar está castigada Placa de circuito de alta frecuencia El diseño es muy diferente del MICROSTRIP tradicional.


La Guía de onda coplanar de puesta a tierra puede aportar muchos beneficios y conveniencia al diseño del Circuito de la placa RF de microondas de alta frecuencia. Al seleccionar diferentes circuitos, es útil entender el efecto de diferentes materiales de PCB de alta frecuencia (placa de radiofrecuencia de microondas) en la línea MICROSTRIP y el circuito de guía de onda coplanar de puesta a tierra. Las diferentes estructuras de los dos circuitos se muestran a continuación.


Podemos ver que la estructura del circuito MICROSTRIP se compone de Placa de circuito de alta frecuencia Los cables de señal se procesan en la parte superior de la capa dieléctrica, La superficie del conductor de puesta a tierra se encuentra en la parte inferior de la capa dieléctrica. En la estructura coplanar de la Guía de onda de puesta a tierra, Además del plano de puesta a tierra en la parte inferior de la capa dieléctrica, A ñadir dos planos de tierra adicionales en la parte superior de la capa dieléctrica, en los que los conductores de señal están situados y espaciados entre sí. Los planos de puesta a tierra superior e inferior se conectan a través de agujeros metálicos para lograr un rendimiento uniforme de puesta a tierra.. Además, Asegurar la consistencia de las discontinuidades del Circuito, como los conectores, Muchos circuitos de guía de onda coplanar conectados a tierra utilizan autobuses de tierra para realizar conexiones eléctricas entre dos conductores de tierra de nivel superior.


La diferencia entre las dos técnicas de línea de transmisión es que en una guía de onda coplanar de puesta a tierra, un pequeño espacio entre el conductor de puesta a tierra superior y el conductor de señal puede lograr una baja impedancia del Circuito, y la impedancia del circuito se puede cambiar ajustando el espacio. A medida que aumenta la distancia entre el conductor de tierra y el conductor de señal, aumenta la impedancia. A medida que aumenta la distancia entre el conductor de tierra y el conductor de señal en la parte superior de la Guía de onda coplanar de tierra, la influencia del conductor de tierra en el circuito disminuye. Cuando el espaciamiento es lo suficientemente grande, el circuito coplanar de guía de onda de tierra es similar al circuito MICROSTRIP.

Placa de circuito de alta frecuencia

¿Por qué algunas líneas de transmisión tienen ventajas sobre otras? Obviamente, en comparación con la Guía de onda coplanar de puesta a tierra, la línea MICROSTRIP tiene una estructura simple y es fácil de procesar y modelar por ordenador. La línea MICROSTRIP y la línea de banda de la placa de circuito de alta frecuencia son las líneas de transmisión más utilizadas en la banda de microondas, pero la pérdida de la línea MICROSTRIP y la línea de banda aumentará en la banda de onda milimétrica. Esto reduce la eficiencia de estas dos técnicas de línea de transmisión en bandas de frecuencia de 30 GHz o más. Sin embargo, la Guía de onda coplanar de puesta a tierra tiene una estructura sólida de puesta a tierra y baja pérdida en la banda de alta frecuencia. Esto proporciona una ventaja potencial y un rendimiento estable para el diseño de la banda de onda milimétrica o incluso la banda de frecuencia de 100 GHz o más.


Las constantes dieléctricas efectivas del material de PCB de alta frecuencia determinarán el tamaño de la estructura del Circuito, como la impedancia característica de 50 ohmios. Por ejemplo, sobre la base de la línea de transmisión MICROSTRIP de la placa de alta frecuencia Rogers ro4350b Hydrocarbon Ceramic Circuit material, la anchura del circuito bajo la condición de impedancia característica de 50 ohmios de la placa de alta frecuencia Rogers se basará en la constante dieléctrica del material 3,48... Sin embargo, para las guías de onda coplanares de tierra que utilizan este material, La constante dieléctrica efectiva disminuirá. Debido a que el campo electromagnético se distribuirá más en el aire sobre el circuito que en el material dieléctrico de la placa de circuito de alta frecuencia de PCB, la constante dieléctrica efectiva de la Guía de onda coplanar de puesta a tierra se reducirá en comparación con la línea MICROSTRIP. La diferencia entre las constantes dieléctricas efectivas de la Guía de onda coplanar de puesta a tierra y la línea MICROSTRIP también depende del espesor dieléctrico de la Guía de onda coplanar de puesta a tierra y de la distancia entre la línea de señal y la capa superior de puesta a tierra.


¿Cuál es el papel de los materiales de PCB de alta frecuencia en la elección de la línea de MICROSTRIP de alta frecuencia o la línea de transmisión coplanar de la Guía de onda de tierra? Los parámetros del material, como la constante dieléctrica (DK) y la consistencia de la constante dieléctrica, afectarán el rendimiento eléctrico de la línea de transmisión. Debido a que el campo electromagnético puede propagarse dentro y fuera del material de la constante dieléctrica DK, el modo de propagación en la estructura del circuito es diferente, lo que afecta a la constante dieléctrica efectiva del material del circuito. Para la línea de transmisión superior y el plano de puesta a tierra inferior, el campo electromagnético se distribuye principalmente en el material dieléctrico entre los dos planos metálicos y se concentra en el borde del conductor de la señal. Por lo tanto, la constante dieléctrica efectiva del circuito MICROSTRIP está estrechamente relacionada con la constante dieléctrica del material PCB. Por ejemplo, para el material de PCB de cerámica de hidrocarburos ro4350b de Rogers Corporation, el valor estándar de proceso de la constante dieléctrica en la dirección Z (espesor) a 10 GHz es de 3,48, y la desviación del coeficiente dieléctrico de todo el material se mantiene en ± 0,05.


PCB placa de circuito de alta frecuencia La influencia de los factores tecnológicos en el circuito MICROSTRIP es menor que en el circuito coplanar de guía de onda de puesta a tierra.. Por ejemplo:, La diferencia de espesor del cobre de PCB tiene poca influencia en el rendimiento del circuito MICROSTRIP, Sin embargo, puede afectar el rendimiento del Circuito de guía de onda coplanar de puesta a tierra.. Para circuitos MICROSTRIP, El espesor de la capa de cobre de PCB más gruesa sólo reduce ligeramente la pérdida de inserción y la constante dieléctrica efectiva del circuito.. Para circuitos coplanares de guía de onda conectados a tierra, El espesor más grueso de la capa de cobre de PCB aumentará el campo electromagnético entre la línea de señal de puesta a tierra superior y la puesta a tierra, Esto aumenta la distribución del campo electromagnético en el aire sobre el circuito de guía de onda coplanar de puesta a tierra. El aumento de la distribución del campo electromagnético en el aire resulta en una reducción significativa de la pérdida de circuito de la Guía de onda coplanar de puesta a tierra utilizando el espesor de la capa de cobre de PCB más grueso y la constante dieléctrica efectiva de PCB.


Se puede encontrar que, aunque la línea MICROSTRIP tiene una alta pérdida de radiación en la banda de alta frecuencia y la banda de onda milimétrica, es difícil de realizar. Alto...Supresión del modo de orden, La línea MICROSTRIP sigue siendo adecuada para circuitos con un ancho de banda de microondas relativamente estrecho. Los circuitos MICROSTRIP son relativamente insensibles a: PCB placa de circuito de alta frecuencia Tecnología de procesamiento y diferencia de espesor y espesor de la capa de cobre. Por el contrario, La Guía de onda coplanar de puesta a tierra tiene una pérdida de radiación relativamente baja en la banda milimétrica y puede lograr un buen rendimiento. Alto...Supresión del modo de orden, Esto hace que la Guía de onda coplanar de puesta a tierra sea una tecnología de línea de transmisión candidata de 30 GHz o más.. Además, El circuito de guía de onda coplanar de puesta a tierra tiene un requisito relativamente bajo para la tecnología de mecanizado y la desviación. PCB placa de circuito de alta frecuencia, Esto hace que la Guía de onda coplanar de puesta a tierra sea adecuada para la producción a gran escala y la aplicación de banda de alta frecuencia..