A mikrohullámúak és a milliméteres hullámok közötti átmenet megértése a NYÁK kialakításában

 

Az elektronikus mérnöki területen a nyomtatott áramköri táblák (PCB) kialakítása számos kihívással és átalakulással néz szembe, amikor a működési frekvenciák növekednek, és a mikrohullámú frekvenciasávról a milliméter-hullámú frekvenciasávra való áttérés egy kritikus technológiai fordulópontot képvisel .

A mikrohullámok általában 300 MHz és 30 GHz közötti frekvenciájú elektromágneses hullámokra vonatkoznak, amelyeket széles körben használnak a kommunikációban (például radar, műholdas kommunikáció), navigáció és egyéb mezők . Egy viszonylag érett műszaki rendszer alakult ki a PCB -tervezéshez. A frekvenciasávban a karakterisztikai sávban a karakterisztikai sávban a karakterisztikában szerepelnek. Mikrosztrip vonalak és szalagok, és biztosítva a jel integritását .

Millimeter waves, on the other hand, are electromagnetic waves with frequencies ranging from 30GHz to 300GHz. In recent years, they have attracted significant attention due to emerging application demands such as 5G/6G communication, autonomous driving radar, and high-precision imaging. However, when transitioning to millimeter waves, PCB design needs to address a series of new issues:

 

1. MicroStrip Line technológia
Microstrip line is one of the simplest and most commonly used transmission line technologies in microwave circuits, thanks to its ease of fabrication and high yield. Nevertheless, when transitioning to millimeter-wave frequencies, microstrip lines face numerous significant challenges. One key issue is radiation loss. At higher frequencies, microstrip circuits tend to viselkedjen úgy, mint az antennák, az energiát sugározva a környező levegőbe . Ez felesleges jelveszteséghez vezet, amely súlyosabbá válik, mivel a frekvencia növekszik . A mikroszalagok gyártása rendkívül nagy pontosságot igényel, és a sztrájk vastagságának szigorú toleranciáira válnak, és a toleranciákhoz a sztrájkok szélessége és a réz vastagság, és a réz vastagságúak, és a rézsejtek vastagságához, és a rézsejtek számára, és a sztrájkoláshoz}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}} A gyártási folyamat kis eltérései súlyos teljesítményproblémákat okozhatnak .

Egy másik kihívás az elektromágneses hullámok terjedési jellemzőiben rejlik a . mikroszalag -áramkörökben az elektromágneses hullámok nemcsak az áramköri anyagon keresztül, hanem a környező levegőn keresztül is, amelynek alacsony dielektromos állandója van. A . áramkör milliméteres hullámfrekvenciákon az alacsonyabb dielektromos állandóval rendelkező áramköri anyagokat általában a jelvesztés csökkentése érdekében részesítik előnyben, de ez lassabb hullámterjedéshez és fáziseltolódáshoz vezethet .

 

2. Stripline technológia
A Stripline egy másik megbízható körforgalmi technológia, amely milliméter-hullámú frekvenciákon képes működni . Kiváló elszigeteltséget kínál, mivel a vezetőt teljesen dielektromos anyag és földi síkok zárják be. az áramkörbe zárt szerkezete miatt .

Csatlakozók létrehozása a jelbemenethez és a kimenethez egyre nagyobb kihívást jelent, különösen milliméteres hullámú frekvenciákon .} Ezenkívül ez a technológia nagyon érzékeny a gyártási folyamat változásaira, megnehezítve a szükséges toleranciák elérését . Ezekre az okokból, a csíkok kevésbé használják a milliméterhullámú áramkörökben, kivéve az alkalmazott alkalmazást, kivéve az autóalkattanos rendszereket}}}}}}}}}}}}}}

 

3. szubsztrát integrált hullámvezető (SIW)
A szubsztrát integrált hullámvezető (SIW) technológia egyre növekvő népszerűségre növekszik a milliméter hullámú alkalmazásokban, különösen az autóiparban és más kommunikációs rendszerekben . SiW kombinálja a hullámvezető technológia és a nyomtatott áramköri lap (PCB) gyártásának {.}... -át. (PTHS) . Ez a kialakítás lehetővé teszi az alacsony veszteségű jelterjesztést is magas frekvenciákon is .

Az SIW áramkörök gyártásának azonban rendkívül nagy pontosságot igényel . A PTH -ket nagyon szoros tűréscélba kell helyezni, különösen a magasabb frekvenciák esetében, így a gyártási folyamat meglehetősen kihívást jelent a .} .}}.}}}}}} {}} anyagokat igényel.

 

4. földelt Coplanar hullámvezető (GCPW)
A földelt Coplanar hullámvezető (GCPW) egy újabb ígéretes átviteli vonal technológia milliméter hullámú áramkörökhöz . A GCPW struktúra kombinálja a dielektromos anyagokat és a rézvezetékeket, hogy elérje az alacsony veszteségű jel propagációt, például a teszt és a mérési rendszerek, például a teszt és a mérési rendszerek számára. A GCPW olyan integrált mintákban is használható, ahol mind a milliméterhullámú, mind az alsó frekvenciájú áramkörök ugyanazon PCB-n van szükségük .

A GCPW áramkörök azonban érzékenyek a gyártási folyamat változásaira, például a dielektromos anyag dielektromos állandójának változásaira, a szubsztrát vastagságára és a réz felületi durvaságára . Ezek a tényezők fázis-torzulást okozhatnak, amely a Milliméter-Wave gyakorisághoz szükséges, és a tartófeltételekhez szükséges, a karbantartáshoz szükséges, a tartófeltételeknél, a karbantartási gyakorisághoz, a karbantartáshoz, a tartófeltételeknél is, a tartófeltételi gyakorisághoz, a karbantartáshoz, a tartóhullámokhoz, a tartóhullámokhoz is, a tartóhullám-gyakorlási gyakorisághoz. vastagság .

 

A milliméteres hullámú áramkör kialakításának legfontosabb megfontolásai
Mivel a milliméteres hullámú áramköri alkalmazások, például az autóipar és az 5G vezeték nélküli hálózatok továbbra is növekednek, a tervezőknek számos kulcsfontosságú tényezőt kell figyelembe venniük az áramköri anyagok és az átviteli vonal technológiák kiválasztásakor:

 

Gyártási toleranciák:

A milliméteres hullámú áramkörök rendkívül magas tolerancia követelményekkel rendelkeznek a vezető szélességére, a dielektromos réteg vastagságára és a rézfelület minőségére .

A jel integritása: Minimalizálni kell az olyan tényezők hatását, mint például a sugárzás vesztesége, a fázis torzulása és az anyagok dielektromos állandójának változásai a megbízható teljesítmény biztosítása érdekében a magas frekvenciákon .

Anyagválasztás: A PCB-anyagok megválasztása kulcsfontosságú a Milliméter hullámú áramkörök teljesítményéhez . alacsony dielektromos állandóval rendelkező anyagok előnyösek a jelvesztés csökkentése érdekében, de tulajdonságaiknak magas frekvenciákon stabilnak kell maradniuk .

 

Következtetés
A milliméterhullámú frekvenciakörök kialakítása egyedi kihívásokkal szembesül, de ugyanakkor óriási lehetőségeket kínál a feltörekvő alkalmazásokhoz, például az 5G hálózatokhoz és a fejlett járművezetői segítségnyújtási rendszerekhez (ADAS). A különféle átviteli vonalú technológiák, például a mikroszálvonal-vonalakról, a sztriptízhez és a GCPWW-hez, az átmeneti előírások, például a mikroszálási vonalakról, a SiW és a GCP-hez való megértése, a különféle átviteli vonalú technológiák, például Milliméter-hullám kialakítás .