Почему излучение печатной платы уменьшается с увеличением частоты сигнала?

Проектировать для более высоких частот не легче, и путаница, которую вы испытываете, вызвана неправильным представлением о том, что два решения, сравниваемые в книге, будут столь же хороши на 2 ГГц, когда на самом деле они так же плохи.

Другими словами, традиционные следы сигнала и мощности в любом случае являются отличными антеннами на этих частотах, но обычно спектр сигналов уже настолько уменьшился, что это больше не проблема. Это легко понять, если подумать, например, о огибающей спектра трапеции, которая является довольно распространенной формой сигнала. Амплитуда уменьшается на 20 дБ/дек после того, как частота$\frac{1}{\pi \cdot T}$, где T — время включения сигнала и 40 дБ/дек после частоты$\frac{1} {\pi \cdot t_r}$, где$t_r$это время нарастания сигнала. Поэтому, например, спектр сигнала с временем нарастания 10 нс имеет второе колено на частоте 32 МГц, что почти на две декады ниже интересующего частотного диапазона. Следовательно, амплитуда сигнала затухла примерно до 1/10000 только из-за этого колена на частоте 2 ГГц.

Если бы мы исследовали разрывы в структурах, предназначенных для сигналов со значительным спектральным составом на частоте 2 ГГц, было бы ясно, что схема с разрывами будет вести себя хуже.

Фактор излучения здесь заключается в том, что шунтирующие эффекты увеличиваются с частотой, а последовательная индуктивная петля достаточно велика, чтобы апертура 247 МГц была достаточно большой > 10% длины волны, чтобы просачиваться сигнал, достаточный для разницы в 30 дБ, включая его сигнал и индуктивность обратного пути и петлю. апертура.

Петли и щели на 1/4 длины волны являются эффективными излучателями. Проходная часть вносит некоторую индуктивность в зависимости от отношения длины к диаметру, что в целом с сигнальным контуром может привести к большему отражению и излучению исходного сигнала во всем контуре из-за несоответствия импеданса источника.

Хотя потери на пути Фрииса увеличиваются с частотой, они также легче просачиваются через петли, щели и непреднамеренные излучатели (острые края) при меньших длинах волн. В этом случае диэлектрическая шунтирующая емкость печатной платы служит для большего ослабления с ростом частоты из-за отношения L/C, которое влияет на импеданс. (З^2)

На рис. B преобладающие непреднамеренные излучатели видны на 1f, 2f, 3f и 5f, хотя 1f ближе к 270 МГц, чем (авторы сообщают) 247 МГц с 290 МГц (2,9 ГГц/10) на деление и 2f на ~ 540 МГц (всего лишь под 2-м делением на частоте 580 МГц.Но это только моя интерпретация от интерпретации дисплея.

Браво (+1) за чтение книги Отта. Это необходимо прочитать всем подающим надежды EE, которые я прочитал в 1980 году, и их следует преподавать в школе.