Передача сигналу на радіочастотній платі: фізичний світ від МГц до ГГц
Частотний діапазон радіочастотних (РЧ) сигналів зазвичай визначається як 300 кГц ~ 300 ГГц. У цьому широкому діапазоні частот режим передачі та характеристики сигналів на друкованих платах зазнають фундаментальних змін із збільшенням частоти. Нижче ми розберемо цю проблему за кількома основними вимірами.
1, Два основних режими передачі на радіочастотній платі
Радіочастотні сигнали на друкованих платах не мають лише однієї «маршрутизації», а в основному можуть бути розділені на дві категорії на основі різних методів зв’язку енергії:
1. Проведена передача - ходьба по дроту
Енергія обмежена структурою лінії передачі та поширюється вздовж середовища між провідником і опорною площиною. Це основний спосіб передачі сигналу на радіочастотній платі, і на ньому базується взаємозв’язок між мікросхемами, між мікросхемами й антенами.
Суть: маршрутизація сигналу та базова площина заземлення разом утворюють хвилевідну систему для електромагнітних хвиль.
Застосовні сценарії: з’єднання на рівні плати, відповідна мережа, схема фільтрації
Ключова вимога: контроль характеристичного імпедансу (зазвичай 50 Ом односторонній/100 Ом диференціальний).
2. Випромінювана передача -, що рухається в космос
Коли довжина лінії передачі порівнянна з довжиною хвилі сигналу, електромагнітна енергія звільняється від обмежень провідника та випромінюється в космос у вигляді електромагнітних хвиль.
Суть: електричні та магнітні поля, що змінюються, збуджують одне одного і самопідтримуються в просторі.
Застосовні сценарії: передача/прийом антени, бездротовий зв’язок
При проектуванні на рівні плати випромінювання зазвичай потрібно придушити (вимоги електромагнітної сумісності), і лише частина антени навмисно розроблена як джерело випромінювання.
2, Основна структура лінії передачі на радіочастотній платі
Радіочастотні сигнали на друкованих платах в основному передаються через такі три типи планарних ліній передачі:
1. Мікросмужка - найчастіше використовується
   |
Структура: верхня/нижня сигнальна мідна фольга + нижня діелектрична підкладка + нижня площина заземлення
Режим передачі: режим квазіТЕМ (через асиметричний розподіл поля з повітрям вище та середовищем внизу)
Переваги: проста структура, легка інтеграція та налагодження, висока швидкість розповсюдження сигналу
Недоліки: втрати випромінювання, сприйнятливість до перешкод
Застосовуваний діапазон частот: широко використовується від сотень МГц до десятків ГГц