Jump to content

    
Sign in to follow this  
Herasim

Выбор толщины Rogers - материала свч платы

Recommended Posts

Добрый день. Расскажите пожалуйста, опытные коллеги, кто каким образом обосновывает выбор толщины материала СВЧ платы (на основании чего принимает решение) использовать например 8 или 20 mils (при прочих равных)?

Для примера на плате должны быть и усилители мощности (до 10 Вт) и inter digital pcb filer, частота 10 ГГц.

Спасибо

 

Edited by Herasim

Share this post


Link to post
Share on other sites

На основании топологии, не? Некоторые на тонком материале большая проблема настроить, например...

+ на толстом шире линии (типа, меньше потери)... Кому-то это может быть важно...

Share this post


Link to post
Share on other sites
23 minutes ago, MapPoo said:

На основании топологии, не? Некоторые на тонком материале большая проблема настроить, например...

+ на толстом шире линии (типа, меньше потери)... Кому-то это может быть важно...

Спасибо,

Так если топология разрабатывается исходя из толщины? те же фильтры и согласующие цепи PA считаются на уже выбранном материале..??

Share this post


Link to post
Share on other sites

Есть такой калькулятор фирмы Rogers, там есть библиотека их материалов, можете оценить на Вашей частоте потери в зависимости от толщины и типа материала. Для 10 Вт это не будет лишним.  https://www.globalcommhost.com/rogers/acs/techsupporthub/en/calculatorMWI.php

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

https://www.rogerscorp.com/documents/1864/acm/articles/Considerations-When-Choosing-High-Frequency-Laminates.pdf

Если рассмотреть полосковую линию над землей, на 2-стороннем PCB, то толщина влияет на потери излучения и потери нагрева.

Чем меньше зазор (в лямбдах), тем при прочих равных (то же Zo, та же частота, та же длина линии) меньше её излучение.

Но и тем выше тепловые потери, т.к. размеры полоски пропорционально меньше.

На небольших платах эти потери с точки зрения утраты сигнала будут в любом случае несущественны. Но потери излучения это риск нестабильности, это излучение наводится на другие элементы, возникают нежелательные связи

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вопрос не простой, мало даете инфы, все определяется проектом. Просто поймите где причина, а где следствие при выборе. Мы в проектах использовали различные толщины и различные марки роджерсов, такоников; проекты до 20Ггц. Однозначного ответа нет. И эти материалы как правило не столько для антенн или линий передачи, и потери излучения и потери нагрева тут второстепенны, там другой расчет и эмуляция. Многое определяеся используемой элементной базой, и не столь материалом. Особенность вашего проекта может быть и в прочностных, технологичных, стоимостных требованиях к этому роджерсу.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

1. Чем больше толщина, тем ниже частота. Можно для примера посмотреть картиночки от southwest

2. выбираем по удобности монтажа. Например распайка соединителя или чтоб контактные площадки конденсаторов не выпирали из дорожки. Ну и размеры фильтров.

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, serega_sh____ сказал:

1. Чем больше толщина, тем ниже частота. Можно для примера посмотреть картиночки от southwest

по ссылке затухание на дюйм длины значительно меньше для толстого на всех частотах до 50 ГГц

потери рассогласования там касаются перехода с SMA на полосковую линию и с этим конкретным коннектором КСВ получился лучше для более тонкого субстрата

Share this post


Link to post
Share on other sites
18 hours ago, yurik82 said:

по ссылке затухание на дюйм длины значительно меньше для толстого на всех частотах до 50 ГГц

потери рассогласования там касаются перехода с SMA на полосковую линию и с этим конкретным коннектором КСВ получился лучше для более тонкого субстрата

Посмотрите несимметричную микрополосковую линию в этом документе, например на стр.15. Если для толщины 8мил КСВ разваливается на частотах более 50ГГц, то для толщины 30мил - КСВ развалилось после 7ГГц. 

А если смотреть компланар, то да. Там хорошо на проход. Но!!!!!! не забываем про производственные допуски в щелях и разработку микрополосковых фильтров. 

Share this post


Link to post
Share on other sites
45 минут назад, serega_sh____ сказал:

Если для толщины 8мил КСВ разваливается на частотах более 50ГГц, то для толщины 30мил - КСВ развалилось после 7ГГц. 

Но это не свойство линий на таком субстрате. Это худшая совместимость рассмотренного субстрата с конкретным типоразмером коаксиального коннектора от конкретного производителя. С другим коннектором SMA может быть по другому.
Это отражение на участке коннектор<->линия, а не несоответствие импеданса линии расчетному 50 Ом

Edited by yurik82

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 hours ago, yurik82 said:

Но это не свойство линий на таком субстрате. Это худшая совместимость рассмотренного субстрата с конкретным типоразмером коаксиального коннектора от конкретного производителя. С другим коннектором SMA может быть по другому.
Это отражение на участке коннектор<->линия, а не несоответствие импеданса линии расчетному 50 Ом

 

Нет, это как раз свойство линии. Высшие моды. Их частота тем ниже, чем больше толщина диэлектрика.

Наглядный пример  - коаксиальные кабели. Кабели с большей рабочей частотой имеют меньший диаметр диэлектрика.

Проблема решается выбором габаритных (длина, ширина) размеров платы.

Share this post


Link to post
Share on other sites
13 часов назад, ser_aleksey_p сказал:

Нет, это как раз свойство линии. Высшие моды. Их частота тем ниже, чем больше толщина диэлектрика.

8 mil = 0,0254*8 = 0.2032 mm; RO 4003; epsilon=3.55
30 mil = 0,0254*30 = 0.762 mm; RO 4350; epsilon=3.66

Чтобы получить чисто полосковую линию Zo=50 при толщине фольги 25 микрон, ширина полоски получится 0.43 мм для 8 mil и 1.63 мм для 30 mil

Согласно аналитическим уравнениям для расчета частоты среза TE1, для таких линий получится 40 и 195 ГГц соответственно.

Как написано по Вашей ссылке southwestmicrowave - с ростом частоты возрастает вклад потерь на излучение (radiation loss), которые на толстом субстрате растут быстрее чем на тонком.

Про рассогласование из-за другого волнового сопротивления и другой скорости распространения TE1 там не пишут.

Для CPW (co-planar waveguide) и особенно для GCPWG (grounded co-planar waveguide) частоты TE1 ещё существенно выше, а потери как на излучение так и на нагрев диэлектрика ниже

Edited by yurik82

Share this post


Link to post
Share on other sites

Получилось где-то на 40 ГГц, как и предсказали в университете Манитобы

анимация на 50, 15 и 25 ГГц, длина платы 26 мм, ширина 18 мм

Спойлер

 

Loss.png.c189fee1205bff4f987b39e38bd47631.png

SWR.png.257726411b5b5422b1dc667caaed3478.png

E1.gif.8f2ba0f8c35c73ada51b03baece9510d.gif

E2.gif.fcecfafc749af828958fb26d931c7d68.gif

E3.gif.42a81f86bd8dd52caa5bc389364b0bf6.gif

 

 

 

 

Rogers4350_30mil.aedt

Edited by yurik82

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this