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Technique RF
Sélectionner un matériau de carte de circuit approprié pour réduire la taille du circuit RF
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Sélectionner un matériau de carte de circuit approprié pour réduire la taille du circuit RF

Sélectionner un matériau de carte de circuit approprié pour réduire la taille du circuit RF

2021-08-21
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Author:Aure

ChooArt.ing the right Circuits imprimés material to reduce the size of the RF circuit

With the increasing demand for mobility and portability of electronic devices, La miniaturisation des circuits devient de plus en plus importante. Before starting to design electronic products, Choisir le bon Circuits imprimés material will help design smaller RF and Carte de circuit micro - ondes. Pour une plage de fréquences donnée, the use of a Circuits imprimés material with a higher dielectric constant (Dk) usually makes the design size and structure of the circuit smaller. Cependant,, the use of plates with a higher Dk value will increase the insertion loss of the circuit and may also reduce the performance of other aspects of the circuit. En même temps, the Dk value of the Circuits imprimés Le matériau affecte également les paramètres du circuit, such as radiation loss, Dispersion, coupling, Attendez un peu!.


For a given frequency, La longueur d'onde dans le milieu diminue avec l'augmentation de la température Circuits imprimés Matériau DK, resulting in a circuit size designed on a Circuits imprimés Les matériaux ayant une valeur DK plus élevée sont conçus pour des circuits plus petits que les matériaux ayant une valeur DK plus faible.. En outre, Circuits imprimés materials with higher Dk values will also reduce the phase velocity of electromagnetic waves (EM) passing through these materials. DK du monde Circuits imprimés material is usually a value measured in the z-axis direction (ie, the thickness direction) of the material at 10 GHz. The z-axis Dk value of commercial Circuits imprimés materials can be as high as 10 (or higher) or as low as 2 (compared to air with Dk equal to 1). Mais objectivement,, Mais en général, la valeur DK est de 6 ou plus, Il peut être considéré comme une feuille à haute permittivité.


Circuits imprimés


The transmission line made of Circuits imprimés Plus la valeur DK est faible, plus la vitesse de phase du matériau est rapide.. For the miniaturization of phase-sensitive circuits (such as phased array antennas), L'impact de DK doit être pris en considération. En outre, a Circuits imprimés Les matériaux ayant une valeur DK plus élevée présentent une plus grande dispersion que a Circuits imprimés Matériau à faible valeur DK. Circuit board materials with higher Dk values are usually used in directional couplers and other circuits that require higher coupling coefficients.


Pour DK, Circuits imprimés materials are usually anisotropic. Bien que les valeurs DK des matériaux diffèrent sur les trois axes, people are usually used to compare them based on the Dk value of the material in the z-axis direction. Pour les matériaux ayant une valeur DK plus élevée, La différence DK entre l'axe Z du circuit et le plan X - y est généralement supérieure à la différence DK du matériau avec une valeur DK inférieure. Valeurs DK dans les trois dimensions du modèle Circuits imprimés material will jointly determine the performance of the transmission line (such as the microstrip line) made on the material. Pour beaucoup de gens Carte de circuit haute fréquence, Il n'est généralement pas nécessaire de tenir compte de l'Anisotropie du matériau Circuits imprimés material Dk, Mais l'anisotropie pose des problèmes potentiellement inconnus, especially when the Dk value of the xy plane and the Dk on the z axis When the values differ greatly. Cette différence peut causer des problèmes inattendus dans le circuit de couplage parallèle de bord, because the coupling is highly dependent on the Dk value on the x-y plane.


Lorsque vous essayez de miniaturiser un circuit, La façon la plus simple est de minimiser l'épaisseur du revêtement Circuits imprimés material, Mais... Circuits imprimés material will affect the performance of multiple indicators of the high-frequency circuit. Bien que la perte de rayonnement des circuits à haute fréquence augmente avec la fréquence, thicker Circuits imprimés Les pertes de rayonnement des matériaux sont également plus importantes que celles des matériaux plus minces. Circuits imprimés Matériaux ayant la même valeur DK. For a given circuit layout and design, Le choix du DK peut également influer sur l'ampleur des pertes de rayonnement., because the radiation loss of the Circuits imprimés Les matériaux ayant une valeur DK plus élevée sont inférieurs à Circuits imprimés material with a lower Dk value.


Pour les circuits qui peuvent causer des interférences de résonance ou des interférences parasites (p. ex., entre les circuits dans les PCB multicouches), il est utile d'utiliser un matériau de carte de circuit plus mince. L'étendue du bruit de résonance dépend généralement du type de ligne de transmission dans le circuit. Par exemple, les lignes de transmission Microstrip sont généralement plus sujettes aux problèmes de résonance et de propagation que d'autres types de lignes de transmission RF / micro - ondes (p. ex., lignes de bande, lignes de transmission de guides d'ondes coplanaires). Les matériaux plus minces des circuits imprimés aident à réduire la taille des PCB tout en limitant les pertes de rayonnement et les problèmes de propagation des lignes de transmission tels que la résonance et l'Intermodulation. L'expérience d'ingénierie commune est l'utilisation de matériaux de circuits imprimés plus minces que le quart de longueur d'onde de la fréquence de fonctionnement la plus élevée du circuit. Mais il est plus sûr de choisir un matériau de carte de circuit dont l'épaisseur est inférieure à un huitième de la longueur d'onde de la fréquence de fonctionnement maximale.


The line width of a transmission line (such as a microstrip line) will depend on the thickness of the Circuits imprimés material (such as a circuit laminate or prepreg material). Un circuit avec un substrat plus épais élargit la largeur du conducteur, which can reduce the conductor loss and insertion loss of the circuit. Cependant,, in this case, Certains problèmes de propagation des ondes électromagnétiques peuvent survenir. In order to select the thickness of the Circuits imprimés Pour Tableau haute fréquence design, En général, la largeur du conducteur doit également être inférieure à un huitième de la longueur d'onde de la fréquence de fonctionnement la plus élevée.. DK du monde Circuits imprimés material plays an important role in determining the width of the transmission line conductor, Parce que les fils de la même taille sont conçus sur un DK élevé Circuits imprimés material has a lower impedance than the same circuit on the low-Dk material. Alors..., in order to keep the circuit with a characteristic impedance of 50Ω, Le circuit est conçu sur ordinateur Circuits imprimés material with a higher Dk value will be narrower.


Un choix judicieux

De nombreux compromis doivent être pris en considération lors de la conception de circuits utilisant des matériaux de circuits imprimés ayant des valeurs DK différentes. L'utilisation d'un matériau de carte de circuit DK élevé peut non seulement réduire la taille du circuit, mais aussi réaliser un circuit miniature haute performance en combinant des matériaux de carte de circuit DK élevé et faible. Par exemple, un filtre à bande passante constitué d'une unit é de résonance dont la taille dépend du DK du matériau de la carte de circuit. En raison de l'espacement entre chaque Unit é de filtre, la force de couplage dans le circuit affecté par le matériau DK de la carte de circuit est déterminée. Le matériau de la carte haute DK fournit un couplage plus fort et permet plus d'espace entre les unités de résonance du filtre.


In order to verify the advantages of using Circuits imprimés materials with different Dk values (combining materials with different Dk values into a composite component), a band-pass filter was designed on the composite material of high Dk and low Dk Circuits impriméss. The high-Dk material used in this filter is RT/Trude 6010.Stratifié de circuit 2lm avec une valeur DK de 10.7; and the low-Dk material used is 2929 prepreg with a Dk value of 2.9. Both materials are from Rogers Corporation . Depuis Circuits imprimés materials with different Dk values will bring differences in circuit performance, Une simulation par ordinateur est nécessaire pour déterminer les proportions requises de deux épaisseurs de matériaux différentes par modélisation.. This modeling method can help us design a perfect composite filter. Les résultats expérimentaux montrent que la taille du filtre conçu avec des matériaux composites non seulement maintient la taille d'un seul matériau DK élevé, Et améliore les performances électriques. . For example, Réduction significative de la résonance harmonique supérieure, and the stop-band characteristics of the filter have also been significantly improved. Des études ont montré qu'en utilisant plusieurs Circuits imprimés material in the circuit, La miniaturisation des circuits est généralement possible sans sacrifier les performances.