PCB தேர்வு மற்றும் மைக்ரோவேவில் இருந்து மில்லிமீட்டர் அலை அலைவரிசை வடிவமைப்பிற்கு மாறுவது பற்றிய பரிசீலனை

வாகன ரேடார் பயன்பாட்டில் சமிக்ஞை அதிர்வெண் 30 மற்றும் 300 GHz க்கு இடையில் மாறுபடும், 24 GHz வரை கூட.வெவ்வேறு சர்க்யூட் செயல்பாடுகளின் உதவியுடன், மைக்ரோஸ்ட்ரிப் கோடுகள், ஸ்ட்ரிப் லைன்கள், அடி மூலக்கூறு ஒருங்கிணைந்த அலை வழிகாட்டி (SIW) மற்றும் கிரவுண்டட் கோப்லனர் அலை வழிகாட்டி (GCPW) போன்ற பல்வேறு டிரான்ஸ்மிஷன் லைன் தொழில்நுட்பங்கள் மூலம் இந்த சமிக்ஞைகள் அனுப்பப்படுகின்றன.இந்த டிரான்ஸ்மிஷன் லைன் தொழில்நுட்பங்கள் (படம் 1) பொதுவாக மைக்ரோவேவ் அலைவரிசைகளிலும், சில சமயங்களில் மில்லிமீட்டர் அலை அலைவரிசைகளிலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.இந்த உயர் அதிர்வெண் நிலைக்கு சிறப்பாகப் பயன்படுத்தப்படும் சர்க்யூட் லேமினேட் பொருட்கள் தேவை.மைக்ரோஸ்ட்ரிப் லைன், எளிமையான மற்றும் மிகவும் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் டிரான்ஸ்மிஷன் லைன் சர்க்யூட் தொழில்நுட்பமாக, வழக்கமான சர்க்யூட் செயலாக்க தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி உயர் சுற்று தகுதி விகிதத்தை அடைய முடியும்.ஆனால் அதிர்வெண் மில்லிமீட்டர் அலை அலைவரிசைக்கு உயர்த்தப்படும் போது, ​​அது சிறந்த மின்சுற்று பரிமாற்ற வரியாக இருக்காது.ஒவ்வொரு டிரான்ஸ்மிஷன் லைனுக்கும் அதன் சொந்த நன்மைகள் மற்றும் தீமைகள் உள்ளன.எடுத்துக்காட்டாக, மைக்ரோஸ்ட்ரிப் கோடு செயலாக்க எளிதானது என்றாலும், மில்லிமீட்டர் அலை அதிர்வெண்ணில் பயன்படுத்தும் போது அதிக கதிர்வீச்சு இழப்பின் சிக்கலை தீர்க்க வேண்டும்.

படம் 1 மில்லிமீட்டர் அலை அதிர்வெண்ணுக்கு மாறும்போது, ​​மைக்ரோவேவ் சர்க்யூட் வடிவமைப்பாளர்கள் மைக்ரோவேவ் அதிர்வெண்ணில் குறைந்தது நான்கு டிரான்ஸ்மிஷன் லைன் தொழில்நுட்பங்களின் தேர்வை எதிர்கொள்ள வேண்டும்.

மைக்ரோஸ்ட்ரிப் கோட்டின் திறந்த அமைப்பு உடல் இணைப்புக்கு வசதியானது என்றாலும், அதிக அதிர்வெண்களில் சில சிக்கல்களையும் ஏற்படுத்தும்.மைக்ரோஸ்ட்ரிப் டிரான்ஸ்மிஷன் லைனில், மின்காந்த அலைகள் சுற்றுப் பொருள் மற்றும் மின்கடத்தா அடி மூலக்கூறு மூலம் பரவுகின்றன, ஆனால் சில மின்காந்த அலைகள் சுற்றியுள்ள காற்று வழியாக பரவுகின்றன.காற்றின் குறைந்த Dk மதிப்பு காரணமாக, சர்க்யூட் மெட்டீரியலை விட சர்க்யூட்டின் பயனுள்ள Dk மதிப்பு குறைவாக உள்ளது, இது சர்க்யூட் சிமுலேஷனில் கருத்தில் கொள்ளப்பட வேண்டும்.குறைந்த Dk உடன் ஒப்பிடும்போது, ​​உயர் Dk பொருட்களால் செய்யப்பட்ட சுற்றுகள் மின்காந்த அலைகளின் பரிமாற்றத்தைத் தடுக்கின்றன மற்றும் பரவல் வீதத்தைக் குறைக்கின்றன.எனவே, குறைந்த Dk சுற்று பொருட்கள் பொதுவாக மில்லிமீட்டர் அலை சுற்றுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

காற்றில் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு மின்காந்த ஆற்றல் இருப்பதால், மைக்ரோஸ்ட்ரிப் லைன் சர்க்யூட் ஆன்டெனாவைப் போலவே காற்றில் வெளிவரும்.இது மைக்ரோஸ்ட்ரிப் லைன் சர்க்யூட்டிற்கு தேவையற்ற கதிர்வீச்சு இழப்பை ஏற்படுத்தும், மேலும் அதிர்வெண் அதிகரிப்பால் இழப்பு அதிகரிக்கும், இது சுற்று கதிர்வீச்சு இழப்பைக் கட்டுப்படுத்த மைக்ரோஸ்ட்ரிப் லைனைப் படிக்கும் சர்க்யூட் வடிவமைப்பாளர்களுக்கு சவால்களைக் கொண்டுவருகிறது.கதிர்வீச்சு இழப்பைக் குறைப்பதற்காக, மைக்ரோஸ்ட்ரிப் கோடுகளை அதிக Dk மதிப்புகள் கொண்ட சர்க்யூட் பொருட்களைக் கொண்டு புனையலாம்.இருப்பினும், Dk இன் அதிகரிப்பு மின்காந்த அலை பரவல் வீதத்தை (காற்றுடன் தொடர்புடையது) குறைக்கும், இது சமிக்ஞை கட்ட மாற்றத்தை ஏற்படுத்தும்.மைக்ரோஸ்ட்ரிப் கோடுகளைச் செயலாக்க மெல்லிய சுற்றுப் பொருட்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் கதிர்வீச்சு இழப்பைக் குறைப்பது மற்றொரு முறையாகும்.இருப்பினும், தடிமனான சுற்றுப் பொருட்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​மெல்லிய சுற்றுப் பொருட்கள் செப்புத் தகடு மேற்பரப்பு கடினத்தன்மையின் செல்வாக்கிற்கு மிகவும் எளிதில் பாதிக்கப்படுகின்றன, இது ஒரு குறிப்பிட்ட சமிக்ஞை கட்ட மாற்றத்தையும் ஏற்படுத்தும்.

மைக்ரோஸ்ட்ரிப் லைன் சர்க்யூட்டின் உள்ளமைவு எளிமையானது என்றாலும், மில்லிமீட்டர் அலை அலைவரிசையில் உள்ள மைக்ரோஸ்ட்ரிப் லைன் சர்க்யூட்டுக்கு துல்லியமான சகிப்புத்தன்மை கட்டுப்பாடு தேவை.எடுத்துக்காட்டாக, கடத்தியின் அகலம் கண்டிப்பாகக் கட்டுப்படுத்தப்பட வேண்டும், மேலும் அதிர்வெண் அதிகமாக இருந்தால், சகிப்புத்தன்மை மிகவும் கடுமையானதாக இருக்கும்.எனவே, மில்லிமீட்டர் அலை அதிர்வெண் இசைக்குழுவில் உள்ள மைக்ரோஸ்டிரிப் கோடு செயலாக்க தொழில்நுட்பத்தின் மாற்றத்திற்கு மிகவும் உணர்திறன் கொண்டது, அத்துடன் மின்கடத்தா பொருள் மற்றும் தாமிரத்தின் தடிமன் மற்றும் தேவையான சுற்று அளவுக்கான சகிப்புத்தன்மை தேவைகள் மிகவும் கண்டிப்பானவை.

ஸ்ட்ரிப்லைன் என்பது நம்பகமான சர்க்யூட் டிரான்ஸ்மிஷன் லைன் தொழில்நுட்பமாகும், இது மில்லிமீட்டர் அலை அதிர்வெண்ணில் நல்ல பங்கு வகிக்கும்.இருப்பினும், மைக்ரோஸ்ட்ரிப் லைனுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​ஸ்ட்ரிப்லைன் கண்டக்டர் நடுத்தரத்தால் சூழப்பட்டுள்ளது, எனவே சிக்னல் பரிமாற்றத்திற்காக இணைப்பான் அல்லது பிற உள்ளீடு/வெளியீட்டு போர்ட்களை ஸ்ட்ரிப்லைனுடன் இணைப்பது எளிதானது அல்ல.ஸ்ட்ரிப்லைன் ஒரு வகையான தட்டையான கோஆக்சியல் கேபிளாகக் கருதப்படலாம், இதில் கடத்தி ஒரு மின்கடத்தா அடுக்கு மூலம் மூடப்பட்டு பின்னர் ஒரு அடுக்கு மூலம் மூடப்பட்டிருக்கும்.இந்த அமைப்பு உயர்தர சர்க்யூட் தனிமைப்படுத்தல் விளைவை வழங்க முடியும், அதே நேரத்தில் சுற்றுப் பொருளில் (சுற்றியுள்ள காற்றை விட) சிக்னல் பரவலை வைத்திருக்கும்.மின்காந்த அலை எப்போதும் சுற்று பொருள் மூலம் பரவுகிறது.ஸ்ட்ரிப்லைன் சர்க்யூட் காற்றில் உள்ள மின்காந்த அலையின் செல்வாக்கைக் கருத்தில் கொள்ளாமல், சுற்றுப் பொருளின் பண்புகளுக்கு ஏற்ப உருவகப்படுத்தப்படலாம்.இருப்பினும், ஊடகத்தால் சூழப்பட்ட சர்க்யூட் கண்டக்டர் செயலாக்க தொழில்நுட்பத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்களால் பாதிக்கப்படக்கூடியது, மேலும் சிக்னல் ஃபீடிங்கின் சவால்கள் ஸ்ட்ரிப்லைனைச் சமாளிப்பதை கடினமாக்குகிறது, குறிப்பாக மில்லிமீட்டர் அலை அதிர்வெண்ணில் சிறிய இணைப்பான் அளவு இருக்கும் நிலையில்.எனவே, வாகன ரேடார்களில் பயன்படுத்தப்படும் சில சுற்றுகளைத் தவிர, மில்லிமீட்டர் அலை சுற்றுகளில் ஸ்ட்ரிப்லைன்கள் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுவதில்லை.

காற்றில் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு மின்காந்த ஆற்றல் இருப்பதால், மைக்ரோஸ்ட்ரிப் லைன் சர்க்யூட் ஆன்டெனாவைப் போலவே காற்றில் வெளிவரும்.இது மைக்ரோஸ்ட்ரிப் லைன் சர்க்யூட்டிற்கு தேவையற்ற கதிர்வீச்சு இழப்பை ஏற்படுத்தும், மேலும் அதிர்வெண் அதிகரிப்பால் இழப்பு அதிகரிக்கும், இது சுற்று கதிர்வீச்சு இழப்பைக் கட்டுப்படுத்த மைக்ரோஸ்ட்ரிப் லைனைப் படிக்கும் சர்க்யூட் வடிவமைப்பாளர்களுக்கு சவால்களைக் கொண்டுவருகிறது.கதிர்வீச்சு இழப்பைக் குறைப்பதற்காக, மைக்ரோஸ்ட்ரிப் கோடுகளை அதிக Dk மதிப்புகள் கொண்ட சர்க்யூட் பொருட்களைக் கொண்டு புனையலாம்.இருப்பினும், Dk இன் அதிகரிப்பு மின்காந்த அலை பரவல் வீதத்தை (காற்றுடன் தொடர்புடையது) குறைக்கும், இது சமிக்ஞை கட்ட மாற்றத்தை ஏற்படுத்தும்.மைக்ரோஸ்ட்ரிப் கோடுகளைச் செயலாக்க மெல்லிய சுற்றுப் பொருட்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் கதிர்வீச்சு இழப்பைக் குறைப்பது மற்றொரு முறையாகும்.இருப்பினும், தடிமனான சுற்றுப் பொருட்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​மெல்லிய சுற்றுப் பொருட்கள் செப்புத் தகடு மேற்பரப்பு கடினத்தன்மையின் செல்வாக்கிற்கு மிகவும் எளிதில் பாதிக்கப்படுகின்றன, இது ஒரு குறிப்பிட்ட சமிக்ஞை கட்ட மாற்றத்தையும் ஏற்படுத்தும்.

மைக்ரோஸ்ட்ரிப் லைன் சர்க்யூட்டின் உள்ளமைவு எளிமையானது என்றாலும், மில்லிமீட்டர் அலை அலைவரிசையில் உள்ள மைக்ரோஸ்ட்ரிப் லைன் சர்க்யூட்டுக்கு துல்லியமான சகிப்புத்தன்மை கட்டுப்பாடு தேவை.எடுத்துக்காட்டாக, கடத்தியின் அகலம் கண்டிப்பாகக் கட்டுப்படுத்தப்பட வேண்டும், மேலும் அதிர்வெண் அதிகமாக இருந்தால், சகிப்புத்தன்மை மிகவும் கடுமையானதாக இருக்கும்.எனவே, மில்லிமீட்டர் அலை அதிர்வெண் இசைக்குழுவில் உள்ள மைக்ரோஸ்டிரிப் கோடு செயலாக்க தொழில்நுட்பத்தின் மாற்றத்திற்கு மிகவும் உணர்திறன் கொண்டது, அத்துடன் மின்கடத்தா பொருள் மற்றும் தாமிரத்தின் தடிமன் மற்றும் தேவையான சுற்று அளவுக்கான சகிப்புத்தன்மை தேவைகள் மிகவும் கண்டிப்பானவை.

ஸ்ட்ரிப்லைன் என்பது நம்பகமான சர்க்யூட் டிரான்ஸ்மிஷன் லைன் தொழில்நுட்பமாகும், இது மில்லிமீட்டர் அலை அதிர்வெண்ணில் நல்ல பங்கு வகிக்கும்.இருப்பினும், மைக்ரோஸ்ட்ரிப் லைனுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​ஸ்ட்ரிப்லைன் கண்டக்டர் நடுத்தரத்தால் சூழப்பட்டுள்ளது, எனவே சிக்னல் பரிமாற்றத்திற்காக இணைப்பான் அல்லது பிற உள்ளீடு/வெளியீட்டு போர்ட்களை ஸ்ட்ரிப்லைனுடன் இணைப்பது எளிதானது அல்ல.ஸ்ட்ரிப்லைன் ஒரு வகையான தட்டையான கோஆக்சியல் கேபிளாகக் கருதப்படலாம், இதில் கடத்தி ஒரு மின்கடத்தா அடுக்கு மூலம் மூடப்பட்டு பின்னர் ஒரு அடுக்கு மூலம் மூடப்பட்டிருக்கும்.இந்த அமைப்பு உயர்தர சர்க்யூட் தனிமைப்படுத்தல் விளைவை வழங்க முடியும், அதே நேரத்தில் சுற்றுப் பொருளில் (சுற்றியுள்ள காற்றை விட) சிக்னல் பரவலை வைத்திருக்கும்.மின்காந்த அலை எப்போதும் சுற்று பொருள் மூலம் பரவுகிறது.ஸ்ட்ரிப்லைன் சர்க்யூட் காற்றில் உள்ள மின்காந்த அலையின் செல்வாக்கைக் கருத்தில் கொள்ளாமல், சுற்றுப் பொருளின் பண்புகளுக்கு ஏற்ப உருவகப்படுத்தப்படலாம்.இருப்பினும், ஊடகத்தால் சூழப்பட்ட சர்க்யூட் கண்டக்டர் செயலாக்க தொழில்நுட்பத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்களால் பாதிக்கப்படக்கூடியது, மேலும் சிக்னல் ஃபீடிங்கின் சவால்கள் ஸ்ட்ரிப்லைனைச் சமாளிப்பதை கடினமாக்குகிறது, குறிப்பாக மில்லிமீட்டர் அலை அதிர்வெண்ணில் சிறிய இணைப்பான் அளவு இருக்கும் நிலையில்.எனவே, வாகன ரேடார்களில் பயன்படுத்தப்படும் சில சுற்றுகளைத் தவிர, மில்லிமீட்டர் அலை சுற்றுகளில் ஸ்ட்ரிப்லைன்கள் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுவதில்லை.

படம் 2 GCPW சர்க்யூட் கண்டக்டரின் வடிவமைப்பு மற்றும் உருவகப்படுத்துதல் செவ்வக வடிவில் உள்ளது (படம் மேலே), ஆனால் கடத்தி ஒரு ட்ரேப்சாய்டில் (படம் கீழே) செயலாக்கப்படுகிறது, இது மில்லிமீட்டர் அலை அதிர்வெண்ணில் வெவ்வேறு விளைவுகளை ஏற்படுத்தும்.

சிக்னல் ஃபேஸ் ரெஸ்பான்ஸ் (தானியங்கி ரேடார் போன்றவை) உணர்திறன் கொண்ட பல வளர்ந்து வரும் மில்லிமீட்டர் அலை சுற்றுப் பயன்பாடுகளுக்கு, கட்ட சீரற்ற தன்மைக்கான காரணங்கள் குறைக்கப்பட வேண்டும்.மில்லிமீட்டர் அலை அதிர்வெண் GCPW சர்க்யூட், மெட்டீரியல் Dk மதிப்பு மற்றும் அடி மூலக்கூறு தடிமன் ஆகியவற்றில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் உட்பட, பொருட்கள் மற்றும் செயலாக்க தொழில்நுட்பத்தில் ஏற்படும் மாற்றங்களால் பாதிக்கப்படக்கூடியது.இரண்டாவதாக, செப்பு கடத்தியின் தடிமன் மற்றும் செப்புத் தாளின் மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை ஆகியவற்றால் சுற்று செயல்திறன் பாதிக்கப்படலாம்.எனவே, தாமிர கடத்தியின் தடிமன் கடுமையான சகிப்புத்தன்மைக்குள் வைக்கப்பட வேண்டும், மேலும் செப்புப் படலத்தின் மேற்பரப்பு கடினத்தன்மையைக் குறைக்க வேண்டும்.மூன்றாவதாக, ஜி.சி.பி.டபிள்யூ சர்க்யூட்டில் மேற்பரப்பு பூச்சு தேர்வு செய்வது சுற்றுகளின் மில்லிமீட்டர் அலை செயல்திறனையும் பாதிக்கலாம்.எடுத்துக்காட்டாக, இரசாயன நிக்கல் தங்கத்தைப் பயன்படுத்தும் சுற்று தாமிரத்தை விட அதிக நிக்கல் இழப்பைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் நிக்கல் பூசப்பட்ட மேற்பரப்பு அடுக்கு GCPW அல்லது மைக்ரோஸ்ட்ரிப் கோட்டின் இழப்பை அதிகரிக்கும் (படம் 3).இறுதியாக, சிறிய அலைநீளத்தின் காரணமாக, பூச்சு தடிமன் மாற்றமும் கட்ட பதிலின் மாற்றத்தை ஏற்படுத்தும், மேலும் GCPW இன் செல்வாக்கு மைக்ரோஸ்டிரிப் கோட்டை விட அதிகமாக உள்ளது.

படம் 3 படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ள மைக்ரோஸ்ட்ரிப் லைன் மற்றும் ஜிசிபிடபிள்யூ சர்க்யூட் ஆகியவை ஒரே சர்க்யூட் மெட்டீரியலைப் பயன்படுத்துகின்றன (ரோஜர்ஸின் 8மிலி தடிமன் கொண்ட RO4003C ™ லேமினேட்), GCPW சர்க்யூட்டில் ENIG-ன் தாக்கம் மில்லிமீட்டர் அலை அதிர்வெண்ணில் மைக்ரோஸ்ட்ரிப் லைனில் இருப்பதை விட அதிகமாக உள்ளது.