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Comment choisir les matériaux PCB appropriés pour les systèmes de communication par satellite?
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Comment choisir les matériaux PCB appropriés pour les systèmes de communication par satellite?

Comment choisir les matériaux PCB appropriés pour les systèmes de communication par satellite?

2021-06-30
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Author:ipcber

Space may be the last exploration territory of mankind, but the orbiting satellites that provide satellite communications (satcom) to the earth and its auxiliary infrastructure still seem Alors... far away. For electronic equipment, L'espace peut être l'un de ses pires environnements de travail, and the various components of the satellite must not fail. Besoins des systèmes de communication par satellite Matériaux Circuits imprimés to maintain excellent performance and high reliability in harsh environments and in orbit operation. Très peu. Matériaux Circuits imprimés can meet the demanding and challenging requirements of satellite systems, Seulement ceux - là. Matériaux Circuits imprimés with special characteristics can be competent.


Quels types de matériaux contenant des BPC peuvent être utilisés dans l'espace? Satellite utilisé pour fonctionner dans un environnement vide, the low outgassing rate of Matériaux Circuits imprimés C'est une condition essentielle. Outgassing rate is the release of gases trapped in solids, Comme ceux - là. Matériaux Circuits imprimés. Once the gas is released, Il peut se condenser sur les surfaces des différents équipements du satellite, which may cause malfunctions in circuits and systems.


En général, le processus de dégazage est très lent, prend beaucoup de temps et nécessite une détection précise pour déterminer la quantité de dégazage du matériau Circuits imprimés. L'American National Standards Institute (ANSI) a mis au point une méthode d'essai pour le taux d'échappement, qui est définie dans la norme ANSI / ASTM e595 - 84. La National Aeronautics and Space Administration (NASA) des États - Unis utilise cette norme en conjonction avec sa méthode d'essai interne SP - R - 022A pour tester les changements de masse des matériaux après leur dégazage sous vide afin d'évaluer les taux d'émission de gaz. Les essais ont révélé que les matériaux à base de polytétrafluoroéthylène (PTFE), tels que les Circuits imprimés composites Rogers RT / hard Rubber et TMM Hydrocarbon, sont très résistants à la dégazage.


Résine thermodurcissable de la série TMM Matériaux Circuits imprimés have been proven to be applicable to satellite communication systems that require high reliability. Il se compose d'une série de céramiques, hydrocarbons and thermosetting polymers. Its dielectric constant (Dk value) in the z-axis direction (thickness direction) ranges from 3.27 à 12.85.., De même, son environnement de travail est idéal pour les opérations en orbite..


satellite communications


Outre les conditions de vide, les matériaux contenant des BPC dans l'espace doivent pouvoir être utilisés à des températures extrêmes autres que celles des applications traditionnelles. L'environnement spatial est généralement froid et sombre. Lorsque le satellite sera à l'ombre de la terre, la température ambiante sera très basse en raison de l'absence de régulation atmosphérique. En revanche, lorsque le satellite est exposé à la lumière du soleil, son environnement de travail peut atteindre la température du four. À ces températures extrêmes, les satellites en orbite continuent de circuler. Tant dans les applications de satellites géostationnaires que dans les applications de satellites géostationnaires, il y aura un grand impact sur la température des matériaux de circuits imprimés, de sorte que les matériaux Circuits imprimés doivent avoir de bonnes propriétés thermiques.


Comment mesurer Circuits imprimésmaterial are suitable for satellites? L'une des principales caractéristiques est le taux de variation de la constante diélectrique du milieu. Matériaux Circuits imprimés with the operating temperature. Idéal, Matériaux Circuits imprimés used in space can not only be suitable for a wide temperature range, Mais dans cette plage de température, la constante diélectrique varie aussi très peu.. The temperature coefficient of dielectric constant (TCDk) of the Matériaux Circuits imprimés Peut clairement refléter la stabilité du matériau. In commercial, Industriel, military systems, Et l'environnement spatial, Matériaux Circuits imprimés must withstand large temperature fluctuations. La plupart des lignes de transmission à haute fréquence utilisées dans les communications par satellite ont une impédance caractéristique de 50 ). Variation de la constante diélectrique Matériaux Circuits imprimés will cause changes in characteristic impedance, Différence de performance du circuit, Par exemple, variation des caractéristiques d'amplitude et de phase.


Dans les applications de circuits spatiaux, il est très nécessaire d'utiliser des matériaux Circuits imprimés ayant un faible coefficient de température diélectrique (tcdk), ce qui peut réduire les changements de performance causés par les changements de température diélectrique. Les matériaux TMM sont conçus pour fonctionner à des températures allant de - 55 °C à + 125 °C, en réponse aux températures extrêmes des satellites dans l'environnement spatial. À des températures extrêmes, les constantes diélectriques de ces matériaux Circuits imprimés varient très peu. Pour les matériaux TMM dont la constante diélectrique est la plus faible, la constante diélectrique augmentera légèrement; Pour les matériaux TMM ayant une permittivité de 6 ou plus, la permittivité diminue légèrement.


Par exemple, pour les stratifiés tmm3 ayant une constante diélectrique de 3,27 dans la direction de l'axe Z (épaisseur) à une fréquence de 10 GHz, le tcdk est très faible et n'est que de + 37 PPM / K. un autre matériau TMM Circuits imprimés dont la constante diélectrique varie positivement est le stratifié tmm4, qui a une constante diélectrique de 4,50 dans l'axe Z à une fréquence de 10 GHz. La constante diélectrique du matériau tmm6 Circuits imprimés est presque négligeable avec la diminution de la température. Sa constante diélectrique dans la direction de l'axe Z est de 6,00 et le tcdk est très faible, soit - 11 PPM / K. en général, les matériaux contenant des Circuits imprimés dont la valeur absolue du tcdk est inférieure ou égale à 50 ppm / K sont considérés comme ayant de bonnes caractéristiques de température.


La série TMM Circuits imprimés fournit aux concepteurs de circuits une série de constantes diélectriques sélectionnables. Les concepteurs peuvent réaliser la miniaturisation du circuit et économiser de l'espace en choisissant la constante diélectrique du matériau Circuits imprimés. Pour ce faire, on peut utiliser un matériau Circuits imprimés ayant une constante diélectrique plus élevée (lorsque la ligne de transmission a le même circuit d'impédance caractéristique, le circuit ayant une constante diélectrique plus faible a une taille de circuit relativement grande). En général, le prix de miniaturisation de ce circuit est légèrement inférieur à celui du matériau tcdk, bien que ce ne soit pas le cas pour les matériaux TMM à haute permittivité. Par exemple, le matériau tmm10 a une constante diélectrique de l'axe Z de 9,20 à 10 GHz et une valeur de tcdk aussi faible que - 38 PPM / K. pour une miniaturisation extrême, le matériau tmm13i Circuits imprimés a une constante diélectrique de 12,85 sur l'axe Z et une valeur de tcdk de - 70 PPM / K, ce qui est toujours acceptable.


Le matériau tmm13i Circuits imprimés est très isotrope et sa constante diélectrique sur les trois axes directionnels (X, y, z) est proche de 12,85. La plupart des matériaux sont anisotropes et les constantes diélectriques de l'axe Z sont différentes de celles des axes X et Y. Pour la plupart des circuits, tels que les circuits Microstrip et stripline, la principale préoccupation est la constante diélectrique dans la direction de l'axe Z, puisque la plupart des champs électromagnétiques (EM) de ces lignes de transmission traversent cette direction du matériau. Cependant, pour les circuits ayant un champ électromagnétique dans le plan X - y, les matériaux isotropes peuvent fournir des performances prévisibles. Pour les circuits nécessitant un matériau isotrope, le matériau tmm10i possède de meilleures propriétés isotropes et est une version améliorée du matériau tmm10 standard. La constante diélectrique de l'axe Z du matériau tmm10i est légèrement supérieure à celle du matériau tmm10. La permittivité de l'axe Z du tmm10i à la fréquence de 10 GHz est de 9,80 et celle du tmm10 est de 9,20.


Le changement de température joue un rôle décisif dans le choix de la température Matériaux Circuits imprimés used in space, and another key parameter that circuit designers care about is the coefficient of thermal expansion (CTE) of Matériaux Circuits imprimés. CTE can be used to measure the dimensional changes of Matériaux Circuits imprimés Lors du chauffage et du refroidissement. Parce que la plupart Matériaux Circuits imprimés will expand and contract to a certain extent, Matériau avec cte 0 PPM/°k are very rare. Idéal, the CTE value should be as low as possible or close to the value of conductive material, Comme la Feuille de cuivre sur la surface Matériaux Circuits imprimés (CTE is about 17 ppm/°C), Par conséquent, le milieu et la Feuille de cuivre en contact avec la Feuille de cuivre peuvent produire un changement de température minimal.. Souligné. The CTE value of TMM material on the three axes (X, Y, Z) ranges from 15 to 26 ppm/°k, which is quite close to copper. Alors..., even in a satellite environment with a large temperature range, Son circuit est encore très fiable.