当高频/微波射频信号馈入PCB威廉希尔官方网站 时,威廉希尔官方网站 因威廉希尔官方网站 本身和威廉希尔官方网站 材料引起的损耗将不可避免地产生一定的热量。损耗越大,通过PCB材料的功率越高,产生的热量也将越大。当威廉希尔官方网站 的工作温度超过额定值时,威廉希尔官方网站 可能产生一些问题。例如,PCB中熟知的典型工作参数MOT,即最高工作温度。当工作温度超过MOT时,PCB威廉希尔官方网站 的性能和可靠性将受到威胁。通过电磁建模和实验测量结合,了解射频微波PCB的热特性有助于避免高温造成的威廉希尔官方网站 性能退化和可靠性降低。理解威廉希尔官方网站 材料中插入损耗是如何产生的有助于更好描述高频PCB威廉希尔官方网站 热性能相关的重要因素。本文将以微带传输线威廉希尔官方网站 为例探讨威廉希尔官方网站 热性能相关的权衡因素。在双面PCB结构的微带威廉希尔官方网站 中,损耗包括介质损耗、导体损耗、辐射损耗及泄露损耗。不同损耗成分的差值较大,除了少数例外情况,高频PCB威廉希尔官方网站 的泄露损耗一般很低。在本文中,由于泄露损耗值很低,暂且忽略。
辐射损耗
辐射损耗取决于工作频率、威廉希尔官方网站 基材厚度、PCB介电常数(相对介电常数或εr)及设计方案等诸多威廉希尔官方网站 参数。就设计方案而言,辐射损耗常源于威廉希尔官方网站 中不良的阻抗变换或威廉希尔官方网站 中电磁波传输的差异。威廉希尔官方网站 阻抗变换区域通常包括信号馈入区、阶跃阻抗点、短截线和匹配网络。合理的威廉希尔官方网站 设计可以实现平滑的阻抗变换,进而使威廉希尔官方网站 辐射损耗降低。当然,应该意识到在威廉希尔官方网站 任何接口处都存在阻抗失配导致辐射损耗的可能性。从工作频率的角度来看,通常频率越高,威廉希尔官方网站 的辐射损耗将越大。和辐射损耗相关的威廉希尔官方网站 材料的参数主要是介电常数和PCB材料厚度。威廉希尔官方网站 基材越厚,引起辐射损耗的可能性越大;PCB材料的εr越低,威廉希尔官方网站 的辐射损耗越大。综合权衡材料特性,使用薄的威廉希尔官方网站 基材可以作为抵消低εr威廉希尔官方网站 材料造成的辐射损耗的一种方式。威廉希尔官方网站 基材厚度和εr对威廉希尔官方网站 辐射损耗的影响是因为它是频率相关的函数。当威廉希尔官方网站 基材厚度不超过20mil且工作频率低于 20GHz时,威廉希尔官方网站 的辐射损耗很低。由于本文中的大部分威廉希尔官方网站 建模和测量频率都低于20GHz,故本文的讨论将忽略辐射损耗对威廉希尔官方网站 发热问题的影响。在20GHz以下忽略辐射损耗后,微带传输线威廉希尔官方网站 的插入损耗主要包含介质损耗和导体损耗两部分,这两者的比重主要取决于威廉希尔官方网站 基材的厚度。对于较薄的基板,导体损耗占主要成分。由于诸多原因,一般很难准确预测导体损耗。例如,导体的表面粗糙度对电磁波的传输特性有巨大影响。铜箔的表面粗糙度不仅会改变微带线威廉希尔官方网站 的电磁波传播常数,还会增加威廉希尔官方网站 的导体损耗。由于趋肤效应,铜箔粗糙度对导体损耗的影响也是和频率相关的。图1比较了基于不同PCB厚度的50欧姆微带传输线威廉希尔官方网站 的插入损耗,厚度分别为6.6mil、10mil。
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