Неадекватно большие потери в роджере 4003 Опции

[Focus]

Доброго времени суток. Изготовил плату с копланарным проводником, 4 слоя, сверху и снизу роджер 4003, толщина рождера 0.305 мм. Ширина проводника 0.45, зазор от земли по бокам 0.15. Стекап взят из даташитов на СВЧ компоненты от AD и Hittite. Длина проводника 50 мм. Замеры показали потери на 10 ГГц около 4 дБ. Решил проверить не виноваты ли разъемы и отпилил кусок платы, такой, чтобы разъемы стали почти встык и получил потери менее 0.5 дБ. Программы расчета и техдокументация на роджер говорит, что потери должны быть около 0.1 дБ на см. Т.е. выходит, что у меня потери в 10 раз больше. Вопрос, что делать. Возможно у кого-либо есть опыт работы с этим материалом?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[EUrry]

Вот отличнейшая статья от Southwest Microwave. Очень рекомендую почитать для общего развития. Тут и тема про количество переходных отверстий и про компенсацию неоднородностей на разъемах и вообще много чего интересного.

Пользуемся.
Попросил замерить при возможности, правда немного отличную топологию и роджер, и, конечно, без нижнего извращения. Самому интересно стало.

[Prostograf]

Господи, как тяжело обучать людей. Ну вот с утра лишние телодвижения заставили делать.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Prostograf]

А вот потери для иммерсионного золочения. Только здесь плата не 30 мм, а 45 мм.

Для серебрянной платки такой же длины потери бы быле не больше 0.45 дб на 10 ГГц.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[alver]

Для серебрянной платки такой же длины потери бы быле не больше 0.45 дб на 10 ГГц.

Серебро с нижней стороны медной фольги?

[Prostograf]

Серебро с нижней стороны медной фольги?

Нет конечно. Покрытие платы иммерсионное серебрение, другой платы иммерсионное золото.

[alver]

Нет конечно. Покрытие платы иммерсионное серебрение, другой платы иммерсионное золото.

Тогда откуда разные потери?

[Prostograf]

Тогда откуда разные потери?

В микрополоске энергия сигнала идет не только по нижней стороне проводника, но и по верхней тоже. Особенно в копланарной линии. Промоделируйте линию в HFSS и посмотрите распределение поля.

[Prostograf]

Тогда откуда разные потери?

Вот нашел статейку по этому вопросу там все четко описано.

Прикрепленные файлы

 Ambiguous_Influences_Affecting_Insertion_Loss_of_Microwave_Printed_Circuit_Boards.pdf ( 3.2 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 107

 

[alver]

В микрополоске энергия сигнала идет не только по нижней стороне проводника, но и по верхней тоже. Особенно в копланарной линии. Промоделируйте линию в HFSS и посмотрите распределение поля.

HFSS нет, подставил данные из первого сообщения в Polar - разность по волновому сопротивлению между копланарной линией с нижней землей и такой же по ширине микрополосковой линией всего 10 Ом.
По вашим данным потери с золочением 0.86 дБ, а с серебром должны на 0.45 дБ меньше быть на 10 ГГц.

Вот нашел статейку по этому вопросу там все четко описано.

Потери связанные с шероховатостью фольги (нижней стороны) известны. А золото/серебро причем? Разницу 0.1 дБ в расчет не беру.

Сообщение отредактировал alver - Jul 19 2018, 12:31

[Prostograf]

HFSS нет, подставил данные из первого сообщения в Polar - разность по волновому сопротивлению между копланарной линией с нижней землей и такой же по ширине микрополосковой линией всего 10 Ом.
По вашим данным потери с золочением 0.86 дБ, а с серебром должны на 0.45 дБ меньше быть на 10 ГГц.

Вот это вообще не понял. Причем здесь волновое сопротивление.
Я предлагал вам посмотреть распределение поля или тока в микрополосковой 50_Ом линии (не важно какая она копланарная или просто микрополосок без боковых земель) и вы увидите, что по внешней части проводника, который обращен к воздуху тоже идет ток.

[alver]

Я предлагал вам посмотреть распределение поля или тока в микрополосковой 50_Ом линии (не важно какая она копланарная или просто микрополосок без боковых земель) и вы увидите, что по внешней части проводника, который обращен к воздуху тоже идет ток.

Какая плотность тока сверху и снизу? Приблизительно в %.

[Prostograf]

Какая плотность тока сверху и снизу? Приблизительно в %.

Я думаю 20 на 80. Когда я смотрел эти вещи мне было достаточно убедиться, что ток сверху проводника идет и он довольно значительный, это не доли процента. А значит покрытие сверху проводника должно вносить вклад в потери.
Это мое предположение 20 на 80, точно сказать не могу (может и 10 на 90, может 30 на 70).
Даже если распределение 5 на 95, то,если предположить, что все эти 5 % теряются, то в децибелах это 0.2 дб дополнительных потерь.

[alver]

Я думаю 20 на 80.

Допустим, где-то около. Сопротивление с окружающим пространством ~370 Ом, краевой зазор между проводником и землей ~0.15 мм дает около 20% в волновое сопротивление.

В итоге, иммерсионное покрытие и количество переходных отверстий вдоль земляных линий скорее не могут сильно сказаться на потерях, достигающих в итоге 4 дБ.

Сообщение отредактировал alver - Jul 19 2018, 16:36

[EUrry]

А вот потери для иммерсионного золочения. Только здесь плата не 30 мм, а 45 мм.

Для серебрянной платки такой же длины потери бы быле не больше 0.45 дб на 10 ГГц.

Вы хотите сказать потери уменьшатся в ~1000 раз? Ну, вот это надо очень хорошо обдумать и проверить... Кстати, это замер для микрополоска или копланара? В случае с микрополоском, верхнее покрытие должно меньше на потери влиять. Хотя на роджере может быть вклад и достаточно значительный, т.к. эпсилон невелика и поле завивается наверх в большей степени.

В микрополоске энергия сигнала идет не только по нижней стороне проводника, но и по верхней тоже. Особенно в копланарной линии. Промоделируйте линию в HFSS и посмотрите распределение поля.

Распределение поля покажет, а различные потери откуда? Материал? Как Вы его учитываете при моделировании, если смогли, конечно, получить корелляцию моделей с измерениями?

[Prostograf]

В итоге, иммерсионное покрытие и количество переходных отверстий вдоль земляных линий скорее не могут сильно сказаться на потерях, достигающих в итоге 4 дБ.

Это да.
На самом деле, главное возле разъемов сделать хорошую землю. То есть на краях платы побольше переходных, чтобы с разъемов в землю не затекало. Я просто в свое время попросил студента промоделировать микрополосок, так вот он его нарисовал, как показано у автора и там очень хорошо было видно, как поле затекает в земляные полигоны. Кода сделали 2 ряда переходных отверстий этот эффект затекания поля значительно уменьшился.

Потери в 4 дб это совокупность всего. Свой вклад дают и иммерсионное золочение и то что переходных отверстий возле разъема мало. Скорее всего наибольший вклад из-за разъемов плохих и из-за плохого согласования разъема с микрополоском.

У меня там на фото на серебрянной платке несколько микрополосковых линий. Так вот потери на лучшей получились 0.3 дб на 10 ГГц, а на самой худшей 0.54 дб. Материал один и тот же. Единственное КСВ чуть похуже. Я объясняю это тем , что потери на излучение в месте соединения разъема увеличились. Может я и не прав.

Распределение поля покажет, а различные потери откуда? Материал? Как Вы его учитываете при моделировании, если смогли, конечно, получить корелляцию моделей с измерениями?

Нет, расчет был чисто качественный, посмотреть как ведет себя поле в микрополоске.

Вы хотите сказать потери уменьшатся в ~1000 раз? Ну, вот это надо очень хорошо обдумать и проверить... Кстати, это замер для микрополоска или копланара? В случае с микрополоском, верхнее покрытие должно меньше на потери влиять. Хотя на роджере может быть вклад и достаточно значительный, т.к. эпсилон невелика и поле завивается наверх в большей степени.

Замер для копланарных линий.
По поводу микрополоска тоже так же думаю. Для микрополоска , опять же в моем понимании, затекание тока наверх проводника должно быть меньше, чем для копланара, потому что у копланарной линии поле идет не только между проводником и нижней землей, но и между боковыми землями и проводником и чем меньше зазор между проводником и боковыми землями, тем больше тока у копланара идет по верхнему слою. Опять же я могу быть и не прав.
По поводу 1000 раз не совсем понял. может я там как то плохо написал.
Там два фото измеренных S-параметров первый график это для серебреной платки длиной 30 мм, а второй для иммерсионного золочения длиной 45 мм. По маркерам видно, что для первой платы потери 0.3 дб на 10 ГГц, а для второй 0.86 дб. И чтобы корректно сравнить потери серебрянную платку надо было брать той же длиной 45 мм ( если ее удлинить то потери бы были не больше 0.45 дб) Отсюда получается, что для иммерсионного золочение потери в 2 раза по децибелам больше ( 0.45 дб против 0.86 дб).

И опять же господа, я так детально не исследовал влияние покрытия на потери в микрополоске. Вы уже задаете вопросы, которые за гранью моего понимания.
С проблемой покрытия столкнулся ( я писал это раньше в другой теме), кода проектировал широкополосные фильтры 4-8 ГГц. Там не только видно как потери на 8 ГГц увеличиваются по сравнению с 4 ГГц (то есть не хилый перекос АЧХ идет), но из-за каких-то эффектов в никеле даже АЧХ не много разваливается в некоторых типах фильтров.

И не в коем случае не агитирую здесь за использования серебрения плат. Для себя сделал вывод, что в широкополосных системах с фильтрами лучше всего использовать серебрение, а для узкополосных золочение, потому что золочение надежнее ( серебро дает дендриты).