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マイクロ波技術

マイクロ波技術 - 高周波デバイス電力分割器とカプラのPCBの選択方法

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マイクロ波技術 - 高周波デバイス電力分割器とカプラのPCBの選択方法

高周波デバイス電力分割器とカプラのPCBの選択方法

2021-09-23
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Author:Aure

ハウツーとスタイル PCB of high frequencY device power divider and coupler


Power dividers and 組み合わせ are the most commonly used/コモン高周波デバイス, 方向性結合器などのカプラーについても同様である. これらのデバイスは電力分割に使用される, 組合せ, アンテナやシステムからの高周波エネルギーの結合, 損失と漏れは小さい. の選択 PCBボード is a key factor for these devices to achieve the expected performance. パワースプリッタの設計と処理/コンビネーションs/カプラ, のプロパティをどのように理解するのに役立つ PCB 材料はこれらのデバイスの最終性能に影響する. 制限は、周波数範囲を含む, 帯域幅, 電力容量.

多くの異なる回路は、電力分配器(順番に、組合せ器)およびカプラを設計するために用いる。そして、それらはさまざまな異なるフォームを有する。電力分配器は、システムの実際のニーズに応じて、単純な二重チャネル電力点と複雑なNチャネル電力点を有する。多くの異なる方向性結合器及び他のタイプのカプラーもまた、ウィルキンソン及び抵抗性パワースプリッタ、ラングカプラー及び直交ハイブリッド電力節約ブリッジを含む近年開発されている。彼らは多くの異なる形とサイズを持っています。これらの回路設計の右のPCB材料を選ぶことは、それが最高のパフォーマンスを成し遂げるのを援助します。


高周波デバイス電力分割器とカプラのPCBの選択方法


これらの異なった回路タイプは、設計の構造と性能を損ないます。そして、デザイナーが異なるアプリケーションのために板を選ぶのを助けます。Wilkinsonデュアルパワースプリッタは、等しい振幅および位相の二重出力信号を提供するために単一の入力信号を使用する。それは実際には3 dB(または他の単語)を元の信号未満の提供するように設計された“無損失”の回路です。出力信号(出力ポート数が増加するにつれてパワー分周器の各ポートの出力パワーは減少する)。対照的に、抵抗デュアルパワー分周器は、元の信号より6 dB小さい出力信号を提供する。抵抗分圧器の各々の分岐の付加インピーダンスは、損失を増やすだけでなく、2つのシグナル間の絶縁を増やす。

多くの回路設計, the dielectric constant (Dk) is generally the starting point for choosing different PCB 材料, パワーディバイダー/power combiners generally tend to use high dielectric constant (Dk) circuit 材料 because These 材料 can provide effective electromagnetic coupling in smaller-sized circuits than low-dielectric-constant materials. 高誘電率回路の問題がある, それで, の誘電率 回路基板 異方性, または誘電率の値 回路基板sはxで異なります, y, とz方向. 誘電率が同じ方向に大きく変わると, 均一なインピーダンスを有する伝送線路を得ることも困難である.

電力分配器/コンバイナの特性を実現するとき,インピーダンスの不変性を維持することは非常に重要である。誘電率の変化(インピーダンス)は、電磁エネルギーおよび電力の不均一な分布を引き起こす。幸いにも、これらの回路で使用できる優れた等方性を有する市販のPCB材料、例えばTmm 10 I回路材料がある。これらの材料は、比較的高い比誘電率9.8を有し、3軸軸方向(10 GHzで測定)において9.8±0.245のレベルに維持される。これは、パワースプリッタ/コンバイナとカプラの伝送線路においても、均一なインピーダンス特性により、デバイス内の電磁エネルギーの分布を一定にし、測定可能とすることができる。より高い誘電率のPCB材料では、Tmm 13 I積層体は誘電率12.85であり、3軸のばらつきは±0.35(10 GHz)以内である。

もちろん、電力分割器/電力合成器およびカプラを設計するとき、一定の誘電率およびインピーダンス特性は考慮される必要があるPCB材料パラメータのうちの1つだけである。パワースプリッタ/コンバイナまたはカプラ回路を設計するとき、挿入損失を最小化することは、通常重要な目標である。理想的には、デュアルウィルキンソンパワースプリッタは、2つの出力ポートを提供することができる。実際には、各パワースプリッタ/コンバイナ(およびカプラー)回路は、通常、周波数に依存する特定の挿入損失を有し、周波数が高くなると損失も増加するので、設計に関してパワースプリッタ/コンバイナについては、PCB材料の選択は、どのように制御するかを考慮する必要があり、その結果、回路の挿入損失が最小になる。

パワースプリッタ/コンバイナまたはカプラーのような受動的な高周波デバイスでは、挿入損失は実際に誘電損失、導体損失、放射損失および漏れ損失を含む多くの損失の合計である。これらの損失のいくつかは、慎重な回路設計によって制御することができる。PCB材料の特性にも依存し、PCB材料を合理的に選択することによって最小化することができる。インピーダンス不整合(すなわち、定在波比損失)は損失を引き起こすことがあるが、一定の誘電率でPCB材料を選択することによって低減することができる。

損失を最小化することは、高電力損失において熱に変換され、デバイス及びPCB材料内に放散され、熱が材料の誘電体に影響を及ぼすので、高電力パワースプリッタ/コンバイナ及びカプラの設計において非常に重要である。定数値(およびインピーダンス値)効果があります。

要するに, 高周波電力スプリッタの設計と処理/結合器と結合器, の選択 PCB 材料は多くの異なる重要な材料特性に基づいているべきです, 誘電率の値を含むこと, 材料中の誘電率の連続性, 温度などの環境因子, 材料損失の低減は誘電損失を含む, 導体損失, 電力容量. 選択 PCB 特定用途向けの材料は高周波電力スプリッタを設計するのに役立つ/コンバイナ for success.