Signaaloverdracht op RF-bord: de fysieke wereld van MHz tot GHz
Het frequentiebereik van radiofrequentiesignalen (RF) wordt gewoonlijk gedefinieerd als 300 kHz ~ 300 GHz. In deze brede frequentieband zullen de transmissiemodus en de kenmerken van signalen op printplaten fundamentele veranderingen ondergaan naarmate de frequentie toeneemt. Hieronder zullen we dit vraagstuk opsplitsen vanuit verschillende kerndimensies.
1, Twee basistransmissiemodi op het RF-bord
RF-signalen op printplaten hebben niet slechts één "routing", maar kunnen hoofdzakelijk in twee categorieën worden verdeeld op basis van de verschillende energiekoppelingsmethoden:
1. Uitgevoerde transmissie - lopend langs een draad
Energie wordt opgesloten binnen de transmissielijnstructuur en plant zich voort langs het medium tussen de geleider en het referentievlak. Dit is de belangrijkste signaaloverdrachtmethode op het RF-bord, en de onderlinge verbinding tussen chips en tussen chips en antennes is hiervan afhankelijk.
Essentie: De signaalroutering en het referentiegrondvlak vormen samen een golfgeleidersysteem voor elektromagnetische golven.
Toepasbare scenario's: interconnectie op bordniveau, matchingnetwerk, filtercircuit
Belangrijkste vereiste: Karakteristieke impedantiecontrole (meestal 50 Ω single-ended/100 Ω differentieel).
2. Uitgestraalde transmissie - beweegt zich richting de ruimte
Wanneer de lengte van de transmissielijn vergelijkbaar is met de golflengte van het signaal, zal elektromagnetische energie loskomen van de beperkingen van de geleider en de ruimte in stralen in de vorm van elektromagnetische golven.
Essentie: De veranderende elektrische en magnetische velden prikkelen elkaar en onderhouden de voortplanting in de ruimte.
Toepasselijke scenario's: antennetransmissie/-ontvangst, draadloze communicatie
Bij ontwerpen op bordniveau moet straling meestal worden onderdrukt (EMC-vereisten), en alleen het antennegedeelte is opzettelijk ontworpen als stralingsbron.
2, Kerntransmissielijnstructuur op RF-bord
De RF-signalen op de printplaten worden voornamelijk geleid via de volgende drie typen vlakke transmissielijnstructuren:
1. Microstrip - de meest gebruikte
   |
Structuur: Bovenste/onderste signaalkoperfolie+onderste diëlektrisch substraat+onderste aardingsvlak
Transmissiemodus: Quasi TEM-modus (vanwege asymmetrische veldverdeling met lucht boven en medium onder)
Voordelen: Eenvoudige structuur, gemakkelijke integratie en foutopsporing, hoge signaalvoortplantingssnelheid
Nadelen: stralingsverlies, gevoeligheid voor interferentie
Toepasselijk frequentiebereik: veel gebruikt van honderden MHz tot tientallen GHz