Komunikasi nirkabel frekuensi tinggi desain PCB

Komunikasi nirkabel frekuensi tinggi desain PCB

Dalam beberapa tahun terakhir, komunikasi nirkabel, komunikasi serat optik, dan produk jaringan data berkecepatan tinggi telah terus diluncurkan, pemrosesan informasi telah meningkat, dan modularisasi front-end analog nirkabel telah mengajukan persyaratan baru untuk teknologi pemrosesan sinyal digital, teknologi IC, dan desain microwave PCB. Teknologi PCB mengedepankan persyaratan yang lebih tinggi. Sebagai contoh, komunikasi nirkabel komersial memerlukan penggunaan pelat berbiaya rendah, konstanta dielektrik stabil, dan kerugian dielektrik rendah. Khusus untuk papan PCB pada ponsel, ia juga harus memiliki karakteristik laminasi multi-layer, teknologi pemrosesan PCB sederhana, keandalan papan jadi yang tinggi, ukuran kecil, integrasi tinggi, dan biaya rendah. Untuk menghadapi persaingan pasar yang semakin ketat, insinyur elektronik harus berkompromi antara kinerja material, biaya, kesulitan dalam teknologi pemrosesan, dan keandalan papan jadi.

Dalam desain PCB, perancang memilih papan untuk mempertimbangkan faktor-faktor kunci berikut:

Komunikasi nirkabel frekuensi tinggi desain PCB

(1) Frekuensi kerja sinyal yang berbeda memiliki persyaratan pelat yang berbeda.

(2) FR4 dapat digunakan untuk PCB yang bekerja di bawah 1GHz, yang merupakan teknologi laminasi berbiaya rendah dan multi-layer.Ketika pengkabelan, perlu untuk secara ketat mempertimbangkan impedansi karakteristik dan kematangan saluran transmisi. Jika input sinyal dan impedansi keluaran rendah, kopling 5-kawat, kerugiannya adalah lembaran FR4 yang diproduksi oleh pabrikan dan batch berbeda didoping berbeda, dan konstanta dielektrik berbeda dan tidak stabil.

(3) Untuk produk komunikasi serat optik di atas 622Mb / s dan transceiver gelombang mikro kecil di atas 1G dan di bawah 3GHz, bahan resin epoksi yang dimodifikasi seperti S1139 dapat digunakan, karena konstanta dielektriknya relatif stabil dan mahal pada 10GHz Proses laminasi rendah dan multi-layer sama dengan FR4. Seperti data multiplexing dan percabangan 622Mb / s, ekstraksi jam, amplifikasi sinyal kecil, transceiver optik, dll., Disarankan untuk menggunakan papan jenis ini untuk memfasilitasi produksi papan multi-layer dan biaya papan sedikit lebih tinggi daripada FR4. Kerugiannya adalah ketebalan substrat tidak FR4. Varietasnya lengkap. Atau, gunakan seri RO4000 seperti RO4350, tetapi panel ganda RO4350 umumnya digunakan di Cina. Kerugiannya adalah bahwa jumlah ketebalan yang berbeda dari kedua pelat ini tidak lengkap, karena persyaratan ketebalan pelat, tidak nyaman bagi produsen pelat untuk memproduksi 10mil / 20mil / 30mil / 60mil untuk produksi papan cetak multilayer. RO4350, seperti empat jenis ketebalan pelat, dan impor domestik saat ini dari varietas yang lebih sedikit, sehingga membatasi desain laminasi.

(4) Untuk sirkuit microwave sinyal besar di bawah 3GHz, seperti power amplifier dan low-noise amplifier, disarankan untuk menggunakan pelat dua sisi yang mirip dengan RO4350. RO4350 memiliki konstanta dielektrik yang cukup stabil, faktor kehilangan rendah, dan tahan panas. Bagus, teknologi pemrosesan setara dengan FR4. Biaya lembarannya sedikit lebih tinggi dari FR4.

(5) Sirkuit gelombang mikro di atas 10GHz, seperti amplifier daya, amplifier kebisingan rendah, konverter naik, dll, memiliki persyaratan yang lebih tinggi untuk pelat. Disarankan untuk menggunakan pelat dua sisi dengan kinerja setara dengan F4.

(6) Multilayer PCB untuk ponsel nirkabel membutuhkan stabilitas konstan dielektrik, faktor kehilangan rendah, biaya rendah, dan persyaratan pelindung dielektrik tinggi. Disarankan untuk menggunakan pelat dengan kinerja yang mirip dengan PTFE, atau kombinasi FR4 dan papan frekuensi tinggi. Biaya rendah, laminasi kinerja tinggi. Tembaga lembaran frekuensi tinggi, film ikatan lembaran frekuensi tinggi, film FR4FR4 lembaran frekuensi tinggi, film tembaga FR4 polyester, tembaga FR4, struktur papan multilayer RF / digital, struktur papan multilayer RF / digital yang khas, laminasi berdasarkan lembar RO4350, dimungkinkan Garis strip dan struktur jalur transmisi mikrostrip. 5 Teknologi papan PCB frekuensi tinggi berdasarkan pada pengantar di atas untuk karakteristik saluran transmisi, dan selanjutnya dapat menjelaskan frekuensi tinggi dari empat aspek seperti lebar saluran, vias, crosstalk antara garis, dan perisai.

Desain PCB perlu memperhatikan detail.

A. Dalam desain PCB sinyal-kecil frekuensi rendah digital dan analog, selain membagi ground digital dan ground analog, juga perlu untuk meletakkan ground di area kabel sinyal kecil, dan jarak antara ground dan garis sinyal lebih besar dari lebar garis.

B. Dalam desain PCB sinyal-kecil frekuensi tinggi digital dan analog, juga perlu untuk menambahkan penutup pelindung atau membuka tanah melalui langkah-langkah isolasi di bagian frekuensi tinggi.

C. Dalam desain PCB sinyal besar frekuensi tinggi, bagian frekuensi tinggi perlu dirancang dengan modul fungsional independen dan kotak pelindung ditambahkan untuk mengurangi radiasi eksternal sinyal frekuensi tinggi. Seperti serat optik 155M, 622M, modul transceiver 2Gb / s. Tata letak PCB berlapis-lapis, penempatan dua sisi perangkat. Antena duplexer JIKA transceiving suara / chip / kontrol daya pemancar inframerah penguat RF sumber frekuensi transceiving CPU.

(1) Papan relay gelombang mikro digital spektrum 2,4 GHz dipilih. Strukturnya mencakup antarmuka digital 2M, despreading spread spectrum 20M, modulasi frekuensi menengah 70M dan papan demodulasi. Kami menggunakan papan FR4, papan PCB empat lapis, lantai luas, bagian analog frekuensi tinggi dari catu daya yang diisolasi dari bagian digital dengan choke induktif. Transceiver frekuensi radio 2,4 GHz mengadopsi panel ganda F4, transceiver dilindungi oleh kotak logam, dan input daya disaring.

(2) 1.9GHz transceiver frekuensi radio, power amplifier mengadopsi lembar PTFE, papan PCB dua sisi; transceiver frekuensi radio mengadopsi lembar PTFE, papan PCB empat lapis. Semua mengadopsi langkah-langkah paving dan isolasi area luas dari penutup pelindung modul fungsional.

(3) Lapisan atas transceiver IF 140MHz terbuat dari papan S1139 0.3mm, dengan area yang luas dan melalui isolasi.

(4) Transceiver frekuensi menengah 70MHz mengadopsi papan FR4 dan papan PCB empat lapis. Pave area yang luas, dan sabuk isolasi modul fungsional diisolasi oleh serangkaian lubang.

(5) 30W power amplifier mengadopsi papan RO4350, papan PCB dua sisi. Membuka tanah di area yang luas, dengan batasan jarak lebih dari atau sama dengan lebar garis 50 ohm, dilindungi oleh kotak logam, dan disaring pada ujung input daya.

(6) Sumber frekuensi microwave 2000MHz mengadopsi papan S1139 setebal 0.8mm dan papan PCB dua sisi. Perangkat di bidang nirkabel melibatkan berbagai aplikasi, dan aplikasi mereka relatif kompleks. Terutama di pasar komunikasi nirkabel saat ini, harga dan waktu untuk memasarkan produk semakin menjadi fokus persaingan. Oleh karena itu, desain PCB insinyur elektronik tidak bisa begitu saja mempertimbangkan kemajuan teknologi. Berbagai kompromi dianggap menyeimbangkan faktor-faktor kunci seperti kemajuan teknologi, keunggulan harga, dan mempersingkat waktu untuk memasarkan produk guna meningkatkan daya saing produk.