RF PCB kontroliše toleranciju širine linije unutar ± 0,5 mil, sa osnovnim ciljem da striktno zaključa karakterističnu impedansu u visokofrekventnim scenarijima, izbjegavajući neusklađenost impedanse, prenapone gubitaka, fazni pomak i druge probleme, te osiguravajući performanse i pouzdanost RF veze.
Čvrsta ograničenja kontrole impedanse
Karakteristična impedansa prenosne linije jezgra RF kola (kao što su mikrotrakaste linije od 50 Ω) određena je širinom linije, debljinom dielektrika, debljinom bakra i dielektričnom konstantom, pri čemu je širina linije jedna od najosetljivijih varijabli.
Inženjerski testovi su pokazali da za svakih 0,025 mm (otprilike 1 mil) odstupanja u širini linije, impedansa će se direktno pomeriti za 5-6 Ω; Ako je odstupanje širine linije 0,01 mm (oko 0,4 mil), impedansa će se promijeniti za 2-3 Ω.
Aplikacije RF nivoa zahtevaju da se tolerancija impedanse kontroliše unutar ± 3% (tj. odstupanje ispod cilja od 50 Ω manje od ili jednako ± 1,5 Ω), a tolerancija širine linije od ± 0,5 mil je sasvim dovoljna da ograniči fluktuacije impedanse unutar ovog sigurnog opsega i izbegne impedanciju koja prelazi standard.
Suzbijanje refleksije signala i prekoračenja omjera stajaćih valova
Čak i devijacija impedanse od 2 Ω u RF sistemima može uzrokovati značajnu refleksiju signala, direktno pogoršavajući omjer stojećeg talasa (VSWR).
Neusklađenost impedanse uzrokovana devijacijom širine linije može reflektirati dio snage signala natrag na kraj za prijenos, smanjujući efikasnost prijenosa energije. U teškim slučajevima, može čak i preokrenuti kvar pojačala snage i direktno oštetiti RF front-end čip.
U visokofrekventnim scenarijima kao što je radar milimetarskog talasa montiran na vozilo na 77 GHz, odstupanje impedanse veće od ± 8% značajno će skratiti udaljenost detekcije, a tačnost širine linije od ± 0,5 mil je osnovni preduvjet za osiguranje performansi detekcije radara.
Kontrolišite val visokofrekventnog umetanja gubitka
U radiofrekvencijskom opsegu GHz, skin efekat uzrokuje da struja teče samo unutar nekoliko mikrometara od površine provodnika, a efekat odstupanja širine linije na gubitak provodnika je naglo pojačan.
Eksperimentalni podaci pokazuju da će se u frekventnom opsegu od 77 GHz, za svakih 0,02 mm odstupanja u širini linije, gubitak provodnika direktno povećati za 28%, trošeći vrijedan budžet veze i pogoršavajući cifru šuma na prijemnoj strani.
Nedovoljna tačnost širine linije takođe može dovesti do povećanja hrapavosti ivice usmeravanja, dodatno pogoršavajući gubitak rasejanja visokofrekventnih signala i uzrokujući da gubitak umetanja na 28 GHz daleko premašuje projektovani prag.
Osigurajte konzistentnost faze i performanse kola
Ožičenje na RF PCB-u više nije samo obična spojna linija, već dio pasivnih komponenti kao što su filteri, razdjelnici snage, spojnice, itd. Odstupanje širine linije može direktno promijeniti električnu dužinu dalekovoda.
U faznom nizu i višekanalnim RF modulima, odstupanje širine linije od ± 0,5 mil ili više može dovesti do neprihvatljivih faznih pomaka, poremetiti faznu sinhronizaciju između kanala i rezultirati pomakom usmjerenog zraka i smanjenjem pojačanja.
Za mikrotrakaste filtere, prekoračenje tolerancije širine linije direktno će promijeniti veličinu rezonantne jedinice, što će rezultirati pomakom u središnjoj frekvenciji propusnog pojasa i porastom gubitka pri umetanju pojasa, potpuno odstupajući od pokazatelja performansi simulacijskog dizajna.