在高頻測(cè)試中,0.3mm跳線的VSWR(電壓駐波比)受孔徑損耗、阻抗匹配、Stub效應(yīng)及材料特性等多重因素影響,通常其VSWR值會(huì)隨頻率升高而增大,尤其在高頻段(如10GHz以上)可能超過(guò)1.5,需通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)(如背鉆工藝、阻抗補(bǔ)償)來(lái)降低。以下是對(duì)其VSWR特性的具體分析:
一、孔徑損耗對(duì)VSWR的影響
導(dǎo)體損耗:在高頻頻段,過(guò)孔孔徑的大小直接決定信號(hào)的衰減程度。例如,在28GHz頻段,0.3mm孔徑的過(guò)孔每厘米損耗比0.2mm孔徑高2.1dB。這種差異源于大孔徑的孔壁銅層電流路徑更長(zhǎng),趨膚效應(yīng)導(dǎo)致的導(dǎo)體損耗增加。
介質(zhì)損耗:大孔徑與周圍介質(zhì)的電磁耦合更強(qiáng),介質(zhì)損耗也隨之上升。這種損耗的增加會(huì)直接影響信號(hào)的傳輸質(zhì)量,進(jìn)而可能導(dǎo)致VSWR的升高。
二、阻抗匹配與VSWR的關(guān)系
阻抗突變:過(guò)孔孔徑是阻抗不連續(xù)的重要來(lái)源,直接影響信號(hào)反射的強(qiáng)弱。例如,50Ω?jìng)鬏斁€經(jīng)過(guò)0.3mm孔徑過(guò)孔時(shí),阻抗可能會(huì)出現(xiàn)±10Ω的突變。這種突變?cè)诟咚傩盘?hào)傳輸中會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重反射,導(dǎo)致VSWR升高。
阻抗補(bǔ)償:為了降低阻抗突變對(duì)VSWR的影響,可以采用阻抗補(bǔ)償方案。例如,對(duì)于0.3mm孔徑,通常會(huì)將過(guò)孔周圍的傳輸線線寬縮減10%,通過(guò)降低傳輸線阻抗抵消過(guò)孔的高阻抗突變。然而,這種補(bǔ)償方案會(huì)增加設(shè)計(jì)的復(fù)雜性,并可能不完全消除阻抗突變的影響。
三、Stub效應(yīng)對(duì)VSWR的影響
諧振峰:未去除的過(guò)孔殘留段(Stub)會(huì)形成諧振腔,導(dǎo)致?lián)p耗驟增。例如,0.4mm孔徑的Stub在8GHz時(shí)就會(huì)產(chǎn)生諧振峰,而0.2mm孔徑的Stub諧振峰出現(xiàn)在15GHz。這種諧振效應(yīng)會(huì)顯著影響VSWR,尤其是在高頻段。
背鉆工藝:為了降低Stub效應(yīng)對(duì)VSWR的影響,可以采用背鉆工藝去除Stub。例如,對(duì)10GHz以上信號(hào),采用背鉆工藝去除Stub,且殘留長(zhǎng)度控制在0.3mm以內(nèi),配合0.2mm孔徑,可使諧振峰衰減10dB以上。然而,對(duì)于0.3mm孔徑的跳線來(lái)說(shuō),背鉆工藝的難度和成本可能會(huì)增加。
四、材料特性對(duì)VSWR的影響
基材差異:不同基材下的孔徑損耗差異明顯。例如,在低損耗基材(如Rogers 4350)上,0.3mm與0.2mm孔徑的損耗差異比普通FR-4小30%。這是因?yàn)楦哳l基材的介質(zhì)損耗更低,弱化了孔徑帶來(lái)的損耗差異。因此,在選擇基材時(shí),應(yīng)考慮其對(duì)VSWR的影響。
焊盤匹配:過(guò)孔焊盤尺寸與孔徑的匹配同樣關(guān)鍵。行業(yè)共識(shí)是焊盤直徑應(yīng)為孔徑的2-2.5倍。當(dāng)焊盤與孔徑比小于1.5倍時(shí),阻抗突變會(huì)增加50%,進(jìn)而影響VSWR。
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