Řízení ztráty RF desky musí být implementováno během celého procesu výběru materiálu, optimalizace návrhu, řízení procesu a diagnostiky poruch. Když ztráta překročí normu, může být rychle vyřešena prostřednictvím procesu „umístění hlavní příčiny, cílené nápravy a ověření uzavřené smyčky“.
Výběr materiálu: Snižte ztráty základů ze zdroje
Frekvence přizpůsobení substrátu: FR-4 lze použít pod 1 GHz; Vyberte středně nízkoztrátové desky s Df menším nebo rovným 0,01 pro 1-10 GHz; Ve scénářích s milimetrovými vlnami nad 10 GHz je nutné použít desky PTFE s nízkým Df, jako je Rogers RO4350B/5880, aby se nahradilo FR-4, což může snížit dielektrické ztráty o více než 80 %.
Měděná fólie snižuje ztrátu kůže: Ve vysokofrekvenčních scénářích je specifikována měděná fólie s ultranízkým profilem HVLP/VLP a drsnost povrchu Ra je řízena v rozmezí 1 μm. Frekvenční pásmo milimetrových vln může snížit ztráty vodiče o více než 30 %.
Zvolte nízkoztrátové řešení pro povrchovou úpravu: opusťte vysokoztrátové stříkání cínem HASL a přejděte na proces nanášení zlata nebo stříbra ENIG, abyste se vyhnuli dalším ztrátám vodičů způsobeným silnými vrstvami oxidu.
Optimalizace konstrukce: potlačte dodatečné ztráty v celém řetězci
Spojitá kontrola impedance: Přísně dodržujte kontinuitu impedance systému 50 Ω s tolerancí impedance řízenou v rozmezí ± 5 % (± 3 % ve scénářích milimetrových vln), aby se předešlo ztrátám odrazem způsobeným změnami šířky vedení a nesouosostí průchozích otvorů a zajistilo se, že ztráta zpětného toku je menší nebo rovna -20 dB.
Optimalizace struktury přenosového vedení: Prioritou by mělo být použití páskových vedení (zapuštěných mezi dvě vrstvy zemnících ploch) pro klíčové RF linky, které nahrazují reprezentativní vrstvy mikropáskových vedení, aby se snížila ztráta záření o více než 12 dB; Povrchová kabeláž využívá uzemněný koplanární vlnovod (GCPW) a zemnící průchody jsou přidány každých λ/10 na obou stranách, aby se potlačily povrchové vlny.
Snížení nákladů na přizpůsobení sítě: Pokud lze použít jednostupňové přizpůsobení typu L, nejsou nutné sítě vyššího řádu a vložný útlum se zvyšuje asi o 0,3 dB pro každý další stupeň přizpůsobení LC. Upřednostňují se tlumivky s vysokou hodnotou Q (hodnota Q má mnohem větší dopad na ztráty než kondenzátory), aby se předešlo tomu, že tlumivky s nízkou hodnotou Q „pohlcují“ energii signálu.
Extrémní optimalizace průchozích otvorů: RF cesta by měla co nejvíce minimalizovat průchozí otvory. V případě potřeby zvolte malý otvor 8-12 mil a malou pájecí podložku. Použijte technologii zpětného vrtání pro kontrolu zbytkové délky vlasu do 0,1 mm a eliminujte ztrátu záření.
Řízení procesu: vyhněte se zavádění dodatečných ztrát během zpracování
Přísně kontrolujte přesnost obvodu: přijměte vertikální kontinuální leptací proces, řiďte toleranci šířky čáry a vzdálenosti v rozmezí ± 0,5 mil, zajistěte, aby se plocha průřezu vedení blížila obdélníku, a zabraňte dodatečné ztrátě vodiče způsobené zoubkováním boční stěny.
Řízení zarovnání mezi vrstvami: Odchylka zarovnání mezi vrstvami u vícevrstvých desek je řízena v rozmezí ± 2 mil, aby bylo zajištěno úplné překrytí mezi vrstvou signálu a referenční zemní rovinou, čímž se zabrání diskontinuitě impedance způsobené posunem referenční roviny.
Rychlé vyšetřování a plán nápravy nadměrných ztrát
Kořenová lokalizace založená na modulu: Použijte spektrální analyzátor a vektorový síťový analyzátor k rozdělení signálového řetězce podle "úrovně systému → úroveň modulu → úroveň komponentu" a zjistěte, zda je ztráta soustředěna v desce, kabeláži, odpovídající síti nebo propojení zařízení.
Cílená a rychlá náprava:
Pokud dielektrická ztráta překročí normu: přímo vyměňte nízkofrekvenční desku s nízkým Df v odpovídajícím frekvenčním pásmu. Ztráta FR-4 ve scénářích s milimetrovými vlnami může dosáhnout 2 dB/palec a lze ji snížit na 0,5 dB/palec nahrazením Rogers 5880.
Pokud je ztráta odpovídající sítě příliš velká: vyměňte nízko-Q induktor za vysokofrekvenční vysoko-Q induktor, zjednodušte přizpůsobovací síť vysokého řádu na topologii nízkého řádu a naměřenou vložnou ztrátu lze snížit o více než 0,5 dB.
Pokud zbytková hromada v průchozím otvoru způsobuje ztrátu záření: proveďte proces zpětného vrtání, abyste odstranili přebytečné sloupy, nebo přímo upravte trasu vedení, abyste průchozí otvor zrušili.
Ověření uzavřené smyčky: Po usměrnění se VNA používá k měření vložného útlumu a TDR se používá ke skenování kontinuity impedance celého spoje, aby se zajistilo, že všechny odchylky impedance uzlů jsou v povoleném rozsahu, čímž se zabrání zavedení nových ztrátových bodů po usměrnění.