Inzicht in de overgang van magnetrons naar millimetergolven in PCB -ontwerp
Laat een bericht achter
Op het gebied van elektronische engineering staat het ontwerp van gedrukte printplaten (PCB's) voor tal van uitdagingen en transformaties naarmate de bedrijfsfrequenties toenemen, en de overgang van de microgolffrequentieband naar de millimeter-golffrequentieband vertegenwoordigt een kritisch technologisch keerpunt .
Microwaves generally refer to electromagnetic waves with frequencies between 300MHz and 30GHz, widely used in communication (such as radar, satellite communication), navigation, and other fields. A relatively mature technical system has been formed for PCB design in this frequency band. For example, in transmission line design, there is extensive practical experience in controlling the characteristic impedance van structuren zoals microstriplijnen en striplines, en ervoor zorgen dat signaalintegriteit .
Millimeter-golven daarentegen zijn elektromagnetische golven met frequenties variërend van 30 GHz tot 300 GHz . In de afgelopen jaren hebben ze aanzienlijke aandacht getrokken vanwege opkomende applicatie-eisen zoals 5g/6G-communicatie, autonome rije-radar en hoog-precie-imaging.}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}. van nieuwe kwesties:
1. Microstrip -lijntechnologie
Microstrip-lijn is een van de eenvoudigste en meest gebruikte transmissielijntechnologieën in magnetroncircuits, dankzij het gemak van fabricage en hoge opbrengst . Desalniettemin is een overgang naar millimeter-wave frequenties, microstcircuits, microstcircuits, microstcircuits, microstcircuits, microstcircten, neigstroof lijnen, microstcircten, neigste circuits, er is een aantal hogere frequencies. to behave like antennas, radiating energy into the surrounding air. This leads to unnecessary signal loss, which becomes more severe as the frequency increases. Additionally, the manufacturing of microstrip circuits requires extremely high precision, with strict tolerances for conductor width and copper thickness. As the frequency rises, the tolerance requirements become even Strengter en kleine afwijkingen in het productieproces kunnen ernstige prestatieproblemen veroorzaken .
Een andere uitdaging ligt in de voortplantingskenmerken van elektromagnetische golven in microstripcircuits . elektromagnetische golven verspreiden zich niet alleen door het circuitmateriaal, maar ook door de omliggende lucht, die een lage diëlektrische constante heeft geacht. Circuit . Bij millimeter-golffrequenties hebben circuitmaterialen met een lagere diëlektrische constante meestal de voorkeur om signaalverlies te verminderen, maar dit kan leiden tot langzamere golfvoortplanting en faseverschuivingen .
2. stripline -technologie
Stripline is een andere betrouwbare circuittechnologie die kan werken bij Millimeter-Wave-frequenties . Het biedt uitstekende isolatie omdat de geleider volledig is ingesloten door diëlektrisch materiaal en grondvliegtuigen . Dit ontwerp zorgt echter voor dat elektromagnetische golven zich ertoe voortplanten zonder interactie met de omliggende lucht. Start signalen in het circuit vanwege de ingesloten structuur .
Het maken van connectoren voor signaalinvoer en uitvoer wordt uitdagender, vooral bij Millimeter-Wave Frequenties ..
3. substraat geïntegreerde golfguide (siw)
Substraat Integrated WaveGuide (SIW) -technologie wint steeds meer aan populariteit in Millimeter-Wave-toepassingen, met name in Automotive Radar en andere communicatiesystemen . SIW combineert de voordelen van golfgeleidertechnologie en gedrukte printplaat (PCB) Fabricage . Het vormt een compact rectangular-rectangulares met behulp van een bodem van het grondgebied, en de rages van het bodem van de grond. (PTHS) . Dit ontwerp maakt een lage verliessignaalver voortplanting mogelijk, zelfs bij hoge frequenties .
De productie van SIW -circuits vereist echter een extreem hoge precisie . De PTH's moeten binnen zeer strakke toleranties worden geplaatst, vooral voor hogere frequenties, waardoor het fabricageproces een grote uitdaging is . Bovendien vereist SIW materialen met minimale variaties in diëlektrische constante, die de productie van de productie van de fabrikanten . . nodig heeft.
4. Gerundde Coplanar WaveGuide (GCPW)
Gerichte Coplanar WaveGuide (GCPW) is een andere veelbelovende transmissielijntechnologie voor Millimeter-Wave Circuits . De GCPW-structuur combineert diëlektrische materialen en koperen geleiders om te bereiken met een lage loss-signaalver voortgang . Het is met name geschikt voor breedband RF, microwave en millimeter-wave-toepassingen, zoals test en gemeten. GCPW kan ook worden gebruikt in geïntegreerde ontwerpen waar zowel millimeter-golf- als lagere frequentie-circuits vereist zijn op dezelfde PCB .
But GCPW circuits are sensitive to variations in the manufacturing process, such as changes in the dielectric constant of the dielectric material, substrate thickness, and copper surface roughness. These factors may cause phase distortion, which becomes more critical at millimeter-wave frequencies. To ensure optimal performance, strict control over the manufacturing process is necessary, including maintaining precise conductor width and dikte .
Belangrijkste overwegingen in Millimeter-Wave Circuit-ontwerp
Aangezien millimeter-golf circuittoepassingen zoals automotive radar en 5G draadloze netwerken blijven groeien, moeten ontwerpers rekening houden met verschillende belangrijke factoren bij het selecteren van circuitmaterialen en transmissielijntechnologieën:
Fabricagetoleranties:
Millimeter-golfcircuits hebben extreem hoge tolerantievereisten voor geleidersbreedte, diëlektrische laagdikte en koperoppervlaktiekwaliteit .
Signaalintegriteit: het is noodzakelijk om de impact van factoren zoals stralingsverlies, fasevervorming en veranderingen in de diëlektrische constante materialen te minimaliseren om betrouwbare prestaties te garanderen bij hoge frequenties .
Materiaalselectie: de keuze van PCB-materialen is cruciaal voor de prestaties van millimeter-golfcircuits . materialen met een lage diëlektrische constante hebben de voorkeur om signaalverlies te verminderen, maar hun eigenschappen moeten stabiel blijven bij hoge frequenties .
Conclusie
Het ontwerp van Millimeter-Wave Frequency Circuits staat voor unieke uitdagingen, maar tegelijkertijd biedt het enorme mogelijkheden voor opkomende applicaties zoals 5G-netwerken en Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) . Inzicht in de voordelen en beperkingen van verschillende transmissielijntechnologie naar millimeter-wave ontwerp .
