Preciznost proizvodnje RF dalekovoda zahtijeva izuzetno visoku preciznost. Osnovni razlog je taj što su u RF scenarijima, PCB prijenosne linije evoluirale od običnih "električnih konektora" do komponenti parametara distribuiranih u jezgru koje direktno određuju performanse kola. Odstupanja veličine mikro skale su pojačana visokofrekventnim efektima, što rezultira značajnom degradacijom performansi.
Na visokim frekvencijama, talasna dužina je iste veličine kao i veličina žice
Što je viša frekvencija RF signala, to je kraća talasna dužina. Kada dužina žice pređe λ/16, ona se mora tretirati kao dalekovod i više se ne može tretirati kao obična žica.
U scenariju radara milimetarskog talasa koji se montira na vozilo na 77 GHz, talasna dužina signala na ploči FR-4 je samo 2,1 mm, a prag λ/16 je samo 0,13 mm. Bilo koja geometrija ožičenja direktno učestvuje u električnom ponašanju kola.
U ovom trenutku, čak i nekoliko mikrometara odstupanja širine linije može direktno promijeniti električnu dužinu dalekovoda, uzrokujući fazni pomak i direktno dovodeći do odstupanja usmjerenosti snopa u sistemima kao što su fazne rešetke i radari koji zahtijevaju izuzetno visoku faznu konzistentnost.
Tolerancija tačnosti usklađivanja impedanse je izuzetno uska
Industrijska standardna impedansa od 50 Ω je "ugovor o performansama" RF sistema, a čak i mala odstupanja impedanse mogu uzrokovati ozbiljne refleksije signala.
Uzimajući mikrotrakastu liniju od 50 Ω FR4 ploče kao primjer, za svakih ± 10 μm promjene širine linije, impedancija će odstupiti za ± 2 Ω, što direktno dovodi do pogoršanja povratnih gubitaka.
Ako odstupanje impedanse premašuje ± 10%, povratni gubitak će se smanjiti na ispod 26dB, a udio reflektirane snage će se povećati na 0,23%, direktno trošeći budžet veze, što rezultira pogoršanjem buke na prijemnoj strani, a pojačalo ne može kompenzirati takve gubitke.
Efekat gubitka ispod kože izuzetno je osetljiv na veličinu
Nakon što frekvencija pređe 1 GHz, struja signala više ne teče ravnomjerno kroz poprečni presjek provodnika, već je koncentrisana u tankom sloju na mikrometarskoj razini površine provodnika.
Dubina kože signala od 2,4 GHz u bakrenom provodniku je samo 1,3 μm, a na 77 GHz dubina kože je manja od 0,4 μm. Male promjene u odstupanju širine linije, hrapavosti bakrene folije i korozije na strani jetkanja mogu značajno povećati stvarnu dužinu strujnog puta provodnika, uzrokujući dodatne gubitke visokofrekventnog umetanja.
U scenarijima milimetarskog talasa, razlika gubitaka od 0,07 dB/cm direktno utiče na domet detekcije radara, što zahteva da se hrapavost ivice prenosne linije kontroliše unutar 0,5 μm, što se ne može zadovoljiti običnim procesima PCB-a.
Precizna kontrola preslušavanja i elektromagnetnog zračenja
Snaga spajanja elektromagnetnog polja između susjednih vodova na visokim frekvencijama direktno je povezana s omjerom razmaka linija i udaljenosti povratnog tla. Čak i mala odstupanja u razmaku mogu uzrokovati da preslušavanje premaši očekivanja dizajna.
Uobičajeno "3W pravilo" u RF industriji zahtijeva da razmak između redova bude najmanje tri puta veći od širine linije. Samo kompresijom tolerancije razmaka između redova unutar ± 0,5 mil rezultati simulacije mogu u potpunosti odgovarati stvarnim performansama i izbjeći preslušavanje signala između susjednih kanala.
Manji geometrijski nedostaci kao što su oštri uglovi za 90 stepeni i nazubljeni rubovi u ožičenju mogu biti ekvivalentni malim antenama koje zrače energiju prema van na visokim frekvencijama, uzrokujući curenje signala i unoseći dodatne elektromagnetne smetnje, koje se moraju u potpunosti izbjeći kroz procese visokopreciznog jetkanja.