Передача сигнала на ВЧ-плате: физический мир от МГц до ГГц
Частотный диапазон радиочастотных (РЧ) сигналов обычно определяется как 300 кГц~300 ГГц. В этой широкой полосе частот режим передачи и характеристики сигналов на платах будут претерпевать фундаментальные изменения по мере увеличения частоты. Ниже мы разберем эту проблему по нескольким основным аспектам.
1, два основных режима передачи на плате RF
Радиочастотные сигналы на печатных платах не имеют только одной «маршрутизации», а в основном могут быть разделены на две категории в зависимости от различных методов энергетической связи:
1. Проведенная передача - при ходьбе по проводу
Энергия ограничивается структурой линии передачи и распространяется по среде между проводником и опорной плоскостью. Это основной метод передачи сигнала на ВЧ плате, и от него зависит взаимосвязь между чипами, а также между чипами и антеннами.
Суть: Маршрутизация сигнала и опорная земляная плоскость вместе образуют волноводную систему для электромагнитных волн.
Применимые сценарии: соединение на уровне платы, согласующая сеть, схема фильтрации.
Основное требование: контроль характеристического импеданса (обычно 50 Ом несимметричный/100 Ом дифференциальный).
2. Передача излучения -, движущаяся в космос.
Когда длина линии передачи сравнима с длиной волны сигнала, электромагнитная энергия вырвется из-под ограничений проводника и излучится в пространство в виде электромагнитных волн.
Суть: Изменяющиеся электрические и магнитные поля возбуждают друг друга и самоподдерживаются в пространстве.
Применимые сценарии: антенная передача/прием, беспроводная связь.
При проектировании платы обычно необходимо подавлять излучение (требования ЭМС), и только антенная часть намеренно проектируется как источник излучения.
2. Структура основной линии передачи на радиочастотной плате.
Радиочастотные сигналы на печатных платах в основном передаются через следующие три типа плоских структур линий передачи:
1. Микрополосковые - наиболее часто используемые.
   |
Структура: верхняя/нижняя сигнальная медная фольга+нижняя диэлектрическая подложка+нижняя плоскость заземления
Режим передачи: режим Quasi TEM (из-за асимметричного распределения поля с воздухом вверху и средой внизу)
Преимущества: Простая структура, легкая интеграция и отладка, высокая скорость распространения сигнала.
Недостатки: радиационные потери, восприимчивость к помехам.
Применимый диапазон частот: широко используется от сотен МГц до десятков ГГц.