Почему магнитные подложки не используются для радиочастотных печатных плат?

Я недавно начал работать в области СВЧ, поэтому у меня нет больших знаний, кроме базовой теории.

Я заметил, что в радиочастотных и микроволновых печатных схемах (например, для микрополосковых линий, патч-антенн и т. д.) материал подложки обычно представляет собой немагнитный материал (относительная проницаемость примерно равна 1).

Эта тенденция стала настолько стандартной, что большинство людей (и даже в технических описаниях подложек) никогда не упоминают относительную проницаемость, поскольку известно, что она равна 1.

Здесь и Здесь вы можете найти список типичных материалов подложек, которые характеризуются немагнитными свойствами и выбираются в основном из-за их тангенса угла потерь (рассеяния) и диэлектрической проницаемости.

Итак, мой вопрос: почему бы не использовать материалы с относительной проницаемостью больше 1?

Материалы с высокой диэлектрической проницаемостью используются, когда нам необходимо:

  1. Увеличьте емкость между двумя металлическими предметами;

  2. Уменьшите длину волны (для фиксированной частоты источника). Это позволяет сделать структуру (патч-антенну, микрополосковую линию и т.п.) более крупной по отношению к длине волны и, таким образом, уменьшить ее размер. Это позволяет минимизировать размеры устройств за счет более высоких паразитных эффектов.

Что ж, даже выбор материала с высокой магнитной проницаемостью может уменьшить длину волны и обеспечить преимущество 2), так как:

введите описание изображения здесь

Роль магнитной проницаемости в уменьшении длины волны точно такая же, как и у электрической диэлектрической проницаемости. Нет разницы. Но почему магнитные материалы редко используются?

.. такой как? Какие именно материалы-кандидаты? Какие требования производственного процесса это меняет?
Как сказал Энди, дополнительные потери являются препятствием для многих радиочастотных/микроволновых приложений. Некоторые дизайнеры продали бы свои материнские платы за меньшие потери на 0,5 дБ <подмигивает>. Химики и дизайнеры материалов тратят годы на поиск лучших материалов с низкими потерями для использования в качестве подложки.
Нестандартный процесс. Тем не менее, это несколько круговой аргумент, потому что, если бы было достаточно большое преимущество, процесс, позволяющий, например, использовать подложки для печатных плат с высокой проницаемостью, быстро стал бы стандартом. Пока кто-то не покажет такое преимущество и не разработает такой процесс, он будет дорогим (по крайней мере, по времени) в производстве. (Может быть дешевым в материалах. Если бы у меня была необходимость, я бы смешивал эпоксидную смолу с ферритовыми порошками, а также со стекловолокном)
Магнитная проницаемость, как правило, сильно зависит от частоты и быстро падает на высоких частотах. Я даже не уверен, что вы можете получить материалы, как вы думаете, на микроволновых частотах. Если бы вы могли, у них, вероятно, был бы очень ограниченный диапазон рабочих частот, что ограничивало бы их полезность.

Ответы (1)

Но почему магнитные материалы редко используются?

Несколько мыслей: -

  1. Дополнительная стоимость
  2. Дополнительные потери (потери на вихревые токи, особенно при повышении частоты)
  3. Дополнительный процесс
  4. Другая переменная
  5. Изменения проницаемости в зависимости от температуры
  6. Изменения проницаемости с частотой

Другая мысль

  • Наличие магнитной подложки по всей печатной плате будет означать дополнительные нежелательные свойства дорожек печатной платы, индуктивность которых не должна увеличиваться. Во избежание этого означало бы, что магнитная подложка должна быть реализована в одних областях, а не в других.

Единственное преимущество, которое я могу себе представить, это то, что вы можете утолщать дорожки для импеданса 50 Ом и получать большую пропускную способность по току. Или вы можете сделать платы тоньше, сохранив при этом тот же характеристический импеданс.

Почему магнитные подложки не используются для радиочастотных печатных плат?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v