RF ボード上の信号伝送: MHz から GHz までの物理世界
無線周波数 (RF) 信号の周波数範囲は、通常 300kHz ～ 300GHz と定義されます。この広い周波数帯域では、周波数が増加するにつれて、回路基板上の信号の伝送モードと特性が根本的に変化します。以下では、この問題をいくつかの主要な側面から分析していきます。
1、RFボード上の2つの基本的な送信モード
回路基板上の RF 信号の「ルーティング」は 1 つだけではなく、異なるエネルギー結合方法に基づいて主に 2 つのカテゴリに分類できます。
1. 電線に沿って歩いている伝導伝播 -
エネルギーは伝送線路構造内に閉じ込められ、導体と基準面の間の媒体に沿って伝播します。これは RF ボード上の主な信号伝送方法であり、チップ間およびチップとアンテナ間の相互接続はこれに依存します。
本質: 信号ルーティングと基準グランドプレーンは一緒になって電磁波の導波管システムを形成します。
適用可能なシナリオ: ボードレベルの相互接続、マッチングネットワーク、フィルタリング回路
主な要件: 特性インピーダンス制御 (通常は 50 Ω シングルエンド/100 Ω 差動)。
2. 宇宙に向かって移動する放射透過 -
伝送線路の長さが信号の波長に匹敵する場合、電磁エネルギーは導体の制約から解放され、電磁波の形で空間に放射されます。
本質: 変化する電場と磁場は互いに励起し、空間内で自己伝播を維持します。
適用シナリオ：アンテナ送受信、無線通信
基板レベルの設計では、通常、放射を抑制する必要があり (EMC 要件)、アンテナ部分のみが意図的に放射源として設計されます。
2、RF基板上のコア伝送線路構造
プリント基板上の RF 信号は、主に次の 3 種類の平面伝送線路構造を介して伝導されます。
1. マイクロストリップ - が最も一般的に使用されています
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構造: 上部/下部信号銅箔 + 下部誘電体基板 + 下部接地面
透過モード: 擬似TEMモード(空気が上にあり媒体が下にある非対称電界分布による)
利点: シンプルな構造、簡単な統合とデバッグ、速い信号伝播速度
短所: 放射線損失、干渉を受けやすい
適用周波数範囲：数百MHzから数十GHzまで幅広く使用