高頻印制板材料在電子工程設(shè)計中的應(yīng)用十分廣泛，我們需要根據(jù)電路的實際應(yīng)用把握重要特性，了解這些特性對電路的影響，才能不斷的完善設(shè)計，做出性能更強(qiáng)大的產(chǎn)品。

 

電路設(shè)計與分析

根據(jù)實際工程的電路設(shè)計與分析，跟大家分享一些高頻板材工程應(yīng)用的實踐經(jīng)驗。在某產(chǎn)品中使用FR-4板材設(shè)計了一個Ku波段耦合諧振微帶電路，電路建模如下圖所示：

 

 

圖1：Ku波段耦合諧振微帶電路

 

對電路進(jìn)行仿真測試，結(jié)果如下圖所示：
 

 

圖2 ：電路仿真測試結(jié)果

 

電路在實驗過程中遇到了兩個問題：

1）電路一致性不好，小批試制時出現(xiàn)了部分電路通道頻率偏差較大的現(xiàn)象，影響鏈路的整體工作性能。

2）電路差損較大，此處損失的增益需要由鏈路中的其他子電路進(jìn)行補(bǔ)償，額外增加了其他電路的設(shè)計壓力。

 

調(diào)試只能使電路的性能有略微提高，并沒有從根本上徹底解決問題。為了提高整個高頻鏈路的整體性能，需要對此電路進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計。

 

通過對整個設(shè)計流程的回顧，我們回到了板材建模的階段對板材進(jìn)行詳細(xì)的分析。查閱資料可知，板材的性能指標(biāo)包括有介電常數(shù)ξr、介質(zhì)損耗tanδ、表面光潔度、表面導(dǎo)體導(dǎo)電率、抗剝強(qiáng)度、熱脹系數(shù)、抗彎強(qiáng)度等。其中介電常數(shù)ξr、介質(zhì)損耗tanδ為高頻板材的主要參數(shù)。

 

FR-4板材模型如下：

 

 

圖3：FR-4板材模型

 

從板材中提取FR-4的主要技術(shù)參數(shù)：介電常數(shù)ξr=4.6、介質(zhì)損耗tanδ=0.01，查詢FR-4板材的數(shù)據(jù)手冊，技術(shù)參數(shù)如下表所示：

 

 

 

FR-4介電常數(shù)參數(shù)波動范圍是4.2~5.4，很有可能對耦合諧振電路的性能造成影響，導(dǎo)致電路一致性不好；同時介質(zhì)損耗較大，對電路差損有影響。我們通過實驗的方式，來進(jìn)一步驗證分析。