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罕见的化合资料印制通路板(PCB)其介质层大多采纳玻璃纤维作为填充料,然而因为玻璃纤维特别的编织构造,招致PCB板全部的介电常数(Dk)会发作变迁。特别是正在毫米波(mmWave)频次下,较薄层压板的玻璃编织效应会愈加显然,Dk的全部没有匀称会招致射频(RF)通路和地线功能发作显然的变迁。采纳100μm厚的玻璃编织聚四氟乙烯(PTFE)层压板,钻研其PCB构造对于传输线功能的反应,依据没有同玻璃编织构造的类型,试验发觉PCB板的介电常数稳定范畴正在0.01和0.22之间。为了钻研没有同玻璃编织构造对于地线功能的反应,正在罗杰斯的商用层压板RO4835?和RO4830?热固性层压板上辨别制造了一度并联馈电微带贴片阵列地线,并对于其停止钻研,试验后果显现:采纳RO4830层压板依照畸形差役加工的地线其电功能与打算值愈加符合,变迁更小,况且存正在较好的反照系数(S11 <–10dB)和视轴增值功能。

主动驾御公共汽车是以后的钻研热点,它能够协助司机和行人防止潜正在的殊死事变,请求存正在高牢靠性,因而也请求其组成通路必需存正在高牢靠性。毫米波(mmWave)警报器正是由于其存正在构造松散、条件探测锐敏度初等诸多长处,为主动驾御中的指标检测需要了牢靠的、准确的处理计划。正在76至81GHz频次下的商用毫米波警报器零碎中,并联馈电的微带贴片地线因其易于设想、构造松散、可以少量量、低利润【1】打造而成带头选。频次越高跨度越小,因而与广播段相比,任务于毫米波频次下的传输线和地线分寸会更小。为了确保车载警报器的现实功能,需求钻研PCB对于传输线和微带贴片地线的反应。关于短工夫任务正在露天条件下(受量度和湿度反应)的毫米波频次通路【2】,正在取舍PCB路线层压板时,首要思忖的是资料功能目标的分歧性。然而,形成层压板的铜箔、玻璃纤维加强资料、陶瓷骨料等资料正在高频下都会对于目标的分歧性发生较大反应。

白文次要钻研PCB构造对于毫米波警报器功能的反应。大少数PCB层压板的介质层一般是经过正在玻璃纤维布上涂布集合树脂构成的。正在毫米波频次下,玻璃纤维布对于资料功能分歧性的反应无比显然,这是由于玻璃束的幅度与传输线的幅度相等。于是,当采纳较薄(相似,100μm)的PCB路线层压板来设想微带地线时,玻璃编织布会惹起地线功能的明显变迁并升高加工废品率。

PCB层压板的组成

PCB层压板一般是将玻璃纤维布与集合树脂结合构成介质层,再正在其两侧遮盖铜箔酿成。玻璃布的垂范介电常数(Dk)较高,约为6.1,而低消耗集合物树脂的介电常数Dk正在2.1-3.0之间,那样正在较小的海域内Dk有定然的差别。图1显现了层压板中玻璃编织纤维的宏观俯视图和横截面视图。“指节交束区(Knuckle-Bundle)”上方的通路因为玻璃纤维含量较大而存正在较高的Dk,而“束住口区(Bundle-Open)”上的通路因为树脂含量较大而存正在较低的Dk。于是,玻璃编织布的特点遭到玻璃织品的薄厚、织品之间的间隔、织品的扁平化形式以及每个轴的玻璃含量等多个要素反应。

正在毫米波使用的薄层压板中,时常用到两种垂范的薄玻璃布编织款式,辨别是1080型和1078型,如图2所示。1080型规范编织采纳了没有失调玻璃布,该型号的玻璃布内中一度轴的玻璃含量高于另一度轴。与1080型编织布相比,1078型开纤的玻璃编织存正在更匀称的玻璃纤维立体,因而整个层压板上的Dk变迁较小。与运用多层玻璃布层压板相比,单层玻璃布层压板的Dk值变迁更为明显。此外,存正在陶瓷骨料的层压板资料能够缩小因玻璃布编织形式没有同而形成的Dk变迁。

对于传输线通路的反应

此次测试试验运用的是微带传输线通路,采纳的1 mm端接联接器。联接器率先联接到50欧姆接地共面波导(GCPW),经过阻抗变换器将其转换为高阻抗微带传输线。如图3所示,微带传输线的长短为2英寸,确保了试验通路可以测试出玻璃编织构造所带来的反应。通路采纳玻璃编织聚四氟乙烯(PTFE)的薄层压板加工,运用拔丝铜和单层玻璃布。为了比拟没有同的玻璃编织构造带来的反应,正在三种没有同的PCB层压板构造上制造了传输线通路,辨别采纳:1080型玻璃布的PTFE聚四氟乙烯、1078型玻璃布的PTFE聚四氟乙烯、1080型玻璃布的陶瓷填充非PTFE层压板。对于加工后的通路停止细心审查,辨别挑选适合的传输线停止测试,丈量通路的宽度和相角特点。经过相位角(开展后的相位值)、群提早(基于随频次变迁的相位角)、流传提早(依据相位角打算)这三个参数来肯定层压板的介电常数变迁。

表1显现了与“指节交束区”以及与“束住口区”对于准的传输线通路的原始群提早、流传提早和相位差。能够看到,Dk值越高,电波的流传进度就越慢,这与群提早、流传提早和相位差增多相符合。依据通路的群提早、流传提早和相位差,表2显现了打算后的介电常数变迁。1078型开纤的编织层压板存正在匀称的玻璃布散布,因而,与1080型规范编织层压板相比(Dk值变迁为0.22),其Dk值变迁较小,仅为0.03。如前所述,陶瓷填充层压板的Dk变迁更小,只要0.02。

对于地线功能的反应

并联馈电的微带贴片地线阵是最垂范的用来毫米波公共汽车警报器的地线。为钻研玻璃纤维效应答地线功能的反应,设想了一度1×4的并联馈电微带贴片地线,其任务频次范畴为76-81Ghz[3]。如图4所示,该镇线运用RO4835? 和RO4830? 两种没有同的玻璃布层压板资料加工而成。该镇线由接地的相邻部件酿成,以钻研其啮合效应。

RO4835层压板正在10GHz下的介电常数为3.48,消耗角正切为0.0037(基于IPC TM-650 2.5.5.5规范测试)。此外,RO4830层压板的介电常数为3.24,消耗角正切为0.0033(基于IPCTM-650 2.5.5.5规范测试)。RO4835层压板辨别采纳1080型规范编织的没有失调玻璃布,以及通过陶瓷填充物加固的资料。相比,RO4830层压板采纳1035型扁平开纤玻璃编织和陶瓷填充较小颗粒物停止加强。表3进一步比拟了基于RO4835和RO4830层压板的特点。

选择出加工后相符设想分寸,况且地线传输线与RO4835层压板的“指节交束区”以及“束住口区”对于准的地线,因为RO4830层压板采纳了扁平开纤的玻璃编织构造,因而正在RO4830层压板中没有必思忖超导体能否与玻璃织品对于齐了,如图5(c)所示。辨别丈量加工的地线的反照系数(S11)和视轴增值。

为了烦琐起见,白文给出的后果均来自多个被测地线测试数据的均匀值,况且将丈量后果与仿真后果停止了比拟。图6是RO4835层压板上的地线(五个样品)测试后果,正在“指节交束区”以及“束住口区”的反照系数(S11)和视轴增值都发作了明显变迁。RO4835上的地线功能起源于导线与“指节交束区”以及“束住口区”的对于准状况。于是,地线增值随频次也发作了变迁,标明介电常数也正在变迁。并且,向高频的位置的偏偏移标明介电常数较低。

RO4830层压板上的地线功能,测试失去的地线功能是无比分歧的,况且与RO4830层压板的仿真值愈加婚配。丈量后果与仿真的分歧性标明,层压板的介电常数变迁最小。两个后果比照,视轴增值正在规范编织的RO4835层压板资料中最大变迁了4 dB,而正在扁平开纤编织的RO4830层压板中最大变迁只要2 dB。经过那样的容易的试验能够失去,经过运用存正在扁平开纤玻璃编织结构款式的罗杰斯RO4830层压板,能够失去愈加分歧的反照系数和视轴增值等地线功能。

论断

PCB层压板的构造会反应传输线和地线功能。玻璃布的结构形式也会改观层压板上的介电常数,从而会升高货物功能况且反应货物的良品率。与RO4835层压板相比,用RO4830层压板加工的地线其目标功能分歧性更好。地线功能和加工良品率的进步次要归因于层压资料的构造,即:扁平开纤的玻璃编织、较少的玻璃含量(超导体远离玻璃纤维)、较厚的基材等。地线功能的进步异样也与该资料的电功能相关,就如RO4830层压板,存正在较低的介电常数和较低的消耗角正切值。因而,正在较小跨度的毫米波频次警报器使用中,用罗杰斯RO4830层压板加工进去的地线功能和分歧性优于用RO4835层压板加工进去的地线功能。