Diseño de PBC de radiofrecuencia: ¿qué debe saber?

La placa de circuito impreso de radiofrecuencia (RF PCB) y la placa de circuito impreso de microondas se definen como placas de circuito impreso de alta frecuencia. La PCB de RF funciona por encima de los 100 MHz, mientras que la PCB de microondas funciona por encima de los 2 GHz. La PCB de alta frecuencia se utiliza principalmente para aplicaciones que necesitan una transmisión de señal especial entre objetos. Ejemplos de aplicaciones son sistemas avanzados de seguridad automotriz, teléfonos celulares, instalaciones de radar, etc.

PCB RF frente a PCB convencional

Comparado con PCB convencional, el los diseños de PCB de RF y PCB de microondas son difíciles de diseñar. La primera razón es que ambos son circuitos de parámetros distribuidos, que son fáciles de producir tanto efectos de piel como de acoplamiento. Además, la interferencia y la radiación en los circuitos también son difíciles de controlar en el diseño de PCB real. Los otros problemas comunes relacionados con la recepción o transmisión de señales de radio son la sensibilidad al ruido, la interferencia cruzada entre circuitos digitales y circuitos analógicos y tolerancias de impedancia más estrictas. Por lo tanto, equilibrar las ventajas y desventajas de un diseño de PCB y minimizar la interferencia ayudará a RF PCB y microondas a lograr su mejor rendimiento.

¿Qué material para RF PCB?

Elegir el mejor material de sustrato para PCB de RF y PCB de microondas juega un papel vital en la etapa inicial del diseño del circuito.. Esto contribuye al excelente rendimiento y confiabilidad de los productos finales. Ciertos aspectos, como la permitividad relativa, la tangente de pérdida, el grosor y el entorno, deben tenerse en cuenta al decidir el material del sustrato para el diseño de PCB.

La relación entre la permitividad del vacío y la constante dieléctrica es la permitividad relativa. Para cumplir con los requisitos de espacio y peso de la placa, la permitividad relativa del sustrato de PCB de RF y microondas debe ser lo suficientemente alta. Parámetros como el ancho de línea, la longitud de onda de la frecuencia de funcionamiento del circuito y los tamaños aproximados de los componentes principales deben determinarse antes de finalizar los materiales del sustrato. Esto contribuye a dibujar el diagrama de la placa de circuito, estableciendo así la permitividad relativa máxima y mínima apropiada. Además, para mantener el rendimiento eléctrico dentro del rango de tolerancia, la desviación de la permitividad relativa proporcionada por el fabricante del material del sustrato debe ser lo suficientemente baja.

¿Qué es la pérdida dieléctrica?

La pérdida dieléctrica es una función de la tangente de pérdida y la permitividad relativa. Para cumplir con los requisitos de potencia de entrada y salida y evitar problemas de disipación de calor dentro de un determinado rango de frecuencia, la pérdida de material del sustrato debe ser lo suficientemente baja, ya que la pérdida dieléctrica afectará la característica de frecuencia.

En cuanto al espesor de la Material de sustrato de PCB, está relacionado con el ancho de la pista, el rendimiento mecánico, la estabilidad del tamaño, el costo, la conformabilidad, la ruptura dieléctrica y la capacidad de manejo de energía. Durante la fabricación, las trazas de alta impedancia en materiales de sustratos delgados pueden requerir un ancho de traza extremadamente bajo. En términos de estabilidad de tamaño, los materiales de sustrato delgado tienen un peor rendimiento que los materiales de sustrato grueso. Además, los materiales de sustratos delgados también pueden generar contratiempos para los fabricantes o aumentar los costos. La limitación de la capacidad de manejo de energía de la PCB de alta frecuencia se puede aliviar aumentando el grosor del material del sustrato..

Las principales propiedades de los materiales que deben tenerse en cuenta en la La selección de materiales de sustrato de PCB de RF y microondas incluye estabilidad de temperatura, resistencia a la humedad y rendimiento químico y antirradiación.. La permitividad relativa puede afectar el desempeño eléctrico dentro del rango de temperatura de operación ya que la permitividad relativa cambia con la temperatura. El material del sustrato seleccionado para PCB de alta frecuencia debe tener una baja absorción de humedad para que el rendimiento eléctrico de la placa no se reduzca significativamente en un entorno de alta humedad. Además, la tecnología utilizada debe ser compatible con la resistencia química y la resistencia a los disolventes del material del sustrato. En aplicaciones espaciales o nucleares, el material del sustrato se verá afectado por una gran cantidad de radiación ionizante. Es necesario estimar el impacto de la radiación ionizante en las propiedades mecánicas y eléctricas del sustrato. Al mismo tiempo, el efecto acumulativo debe compararse con la vida operativa efectiva del tablero.

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