PCB tasarımında mikrodalgalardan milimetre dalgalarına geçişi anlamak

 

Elektronik mühendisliği alanında, basılı devre kartlarının (PCB'ler) tasarımı, çalışma frekansları arttıkça sayısız zorluk ve dönüşümle karşı karşıyadır ve mikrodalga frekans bandından milimetre dalga frekans bandına geçiş kritik bir teknolojik dönüm noktasını temsil eder .

Mikrodalgalar genellikle iletişimde yaygın olarak kullanılan 300MHz ve 30GHz arasında frekanslara sahip elektromanyetik dalgalara atıfta bulunur (radar, uydu iletişimi gibi), navigasyon ve diğer alanlar ., bu frekans bantında PCB tasarımı için PCB tasarımı için PCB tasarımı için oluşturulmuştur. Mikroşerit çizgileri ve striplinler gibi yapılar ve sinyal bütünlüğünü sağlamak .

Millimetre dalgaları, diğer yandan, son yıllarda 30GHz ila 300GHz . arasında değişen frekanslara sahip elektromanyetik dalgalardır, 5g/6g iletişim, otonom sürüş radarı ve 6} gibi, Millimeter'in ısrar etmesi, hükmetmek için yüksek precastion görüntüleme gerektirirken önemli dikkat çekmişlerdir. Yeni Sorunlar:

 

1. Mikrostrif Çizgi Teknolojisi
Mikrostrip çizgisi, mikrodalga devrelerde en basit ve en yaygın kullanılan iletim hattı teknolojilerinden biridir, yine de üretim kolaylığı ve yüksek verim ., milimetre-dalga frekanslarına geçiş yaparken, çok sayıda önemli zorluklarla karşılaşırken . bir anahtar sorun, radyasyonlu bir sorun ise bükülme. Antenler gibi, çevredeki havaya yaymak ., bu gereksiz sinyal kaybına yol açar, bu da frekans . ek olarak daha şiddetli hale gelir. Üretim sürecindeki sapmalar ciddi performans sorunlarına neden olabilir .

Başka bir zorluk, mikroşerit devrelerindeki elektromanyetik dalgaların yayılma özelliklerinde yatmaktadır . elektromanyetik dalgalar, sadece devre malzemesinden değil, aynı zamanda düşük dielektrik sabiti .}}}}, tüm devreye etkilenmesi gereken düşük dielektrik sabitine sahip olan çevredeki havaya sahip olan çevre havaya sahip, ne zaman etkilenmelidir. Millimetre dalga frekanslarında . devre, daha düşük dielektrik sabiti olan devre malzemeleri genellikle sinyal kaybını azaltmak için tercih edilir, ancak bu daha yavaş dalga yayılımı ve faz kaymalarına neden olabilir .

 

2. striplin teknolojisi
Stripline, milimetre dalga frekanslarında çalışabilen başka bir güvenilir devre teknolojisidir .} İletken tamamen dielektrik malzeme ve zemin düzlemleri ile tamamen çevrilidir . Bu tasarım, elektromanyetik dalgaların çevreleyen havayla tamamen etkileşime girmeden, devre malzemesinin içinde tamamen ortaya çıkmasını sağlar. Kapalı yapısı nedeniyle devreye sinyaller .

Sinyal girişi ve çıkışı için konektörler oluşturmak, özellikle milimetre dalga frekanslarında . Ayrıca, bu teknoloji üretim sürecindeki varyasyonlara son derece duyarlıdır, bu nedenlerden dolayı, şerit çizgisi otomatik dalgalanmalarda daha az yaygın olarak kullanılır {{{

 

3. substrat entegre dalga kılavuzu (SIW)
Substrat entegre dalga kılavuzu (SIW) teknolojisi, özellikle otomotiv radarında ve diğer iletişim sistemlerinde milimetre dalga uygulamalarında artan popülerlik kazanıyor . SIW, dalga kılavuzu teknolojisinin ve basılı devre kartı (PCB) imalatının avantajlarını birleştirir ., bir kompakt dikenli düzleme, en üst düzeyi kullanılarak, en üst düzeye ve rows, en üst düzeye ve rows, üst metal düzlemi oluşturur ve en üst düzeye ve rowlar oluşturur ve (PTHS) . Bu tasarım, yüksek frekanslarda bile düşük kayıplı sinyal yayılımı sağlar .

Bununla birlikte, SIW devrelerinin üretimi son derece yüksek hassasiyet gerektirir . PTH'ler, özellikle daha yüksek frekanslar için çok sıkı toleranslar içine yerleştirilmelidir, bu da üretim sürecini oldukça zorlaştırır . Ayrıca, SIW, dielektrik sabitinde minimal varyasyonlara sahip malzemeleri gerektirir, bu da daha fazla artan zorluklar {{2}, daha fazla artış {{2} '

 

4. Topraklı Coplanar Dalga Kılavuzu (GCPW)
Topraklanmış Coplanar dalga kılavuzu (GCPW), milimetre dalga devreleri için . .} .}} .} {}} { GCPW, aynı PCB'de hem milimetre dalga hem de düşük frekans devrelerinin gerekli olduğu entegre tasarımlarda da kullanılabilir .

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 Kalınlık .

 

Milimetre dalga devre tasarımında temel hususlar
Otomotiv radarı ve 5G kablosuz ağlar büyümeye devam ettikçe, tasarımcılar devre malzemelerini ve iletim hattı teknolojilerini seçerken birkaç temel faktörü düşünmelidir:

 

Üretim Toleransları:

Millimetre dalga devreleri, iletken genişliği, dielektrik tabaka kalınlığı ve bakır yüzey kalitesi için son derece yüksek tolerans gereksinimlerine sahiptir .

Sinyal bütünlüğü: Yüksek frekanslarda güvenilir performans sağlamak için radyasyon kaybı, faz bozulması ve malzemelerin dielektrik sabitindeki değişiklikler gibi faktörlerin etkisini en aza indirmek gerekir .

Malzeme Seçimi: PCB malzemelerinin seçimi, milimetre dalga devrelerinin performansı için çok önemlidir . düşük dielektrik sabiti olan malzemeler sinyal kaybını azaltmak için tercih edilir, ancak özellikleri yüksek frekanslarda stabil kalmalıdır .

 

Çözüm
Millimetre dalga frekans devrelerinin tasarımı benzersiz zorluklarla karşı karşıyadır, ancak aynı zamanda, 5G ağları ve ileri sürücü yardım sistemleri (ADAS) . gibi gelişmekte olan uygulamalar için muazzam fırsatlar getirir. Mikrodalga ila milimetre dalga tasarımı .