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毫米波频率下PCB线路板材料的介电常数应该如何测量?

来源: 电子产品世界
2020-09-16
类别:设计应用
eye 83
文章创建人 拍明

原标题:毫米波频率下PCB线路板材料的介电常数应该如何测量?

在毫米波频率下测量PCB线路板材料的介电常数,可选用以下方法:

  1. 差分相位长度法:这是一种传输线测试方法,测量两个仅物理长度不同的电路的相位。测试电路设计在被测材料上尽可能靠近,以减少材料特性变化的影响。电路是50Ω的长度不同的微带传输线,信号馈入采用接地共面波导(GCPW)形式。在毫米波频率下,GCPW信号馈入方式对回波损耗有重要影响,应使用端接非焊接式连接器以减少接触不良的影响。通过矢量网络分析仪(VNA)测量长短线电路的S21相位角,并使用公式计算有效介电常数。

  2. 环形谐振器法:在待测材料上制作环形谐振器,通过测量谐振频率来反推材料的介电常数。环形谐振器结构简单,在微带线环的平均周长的整数倍处谐振。通过使用VNA测量毫米波频率下的间隙耦合环形谐振器的响应,并与商用电磁(EM)场计算软件的结果进行比较,可以提取出材料的介电常数。

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  1. X波段夹紧式带状线方法:使用夹紧式夹具使待测材料样品形成松耦合的带状线谐振器,通过测量谐振频率来计算介电常数。谐振器设计为特定频率的半波长谐振器,常用于Dk和Df测量的谐振点为10GHz。

  2. 共面波导/微带线法:在被测材料上制作标准微带线结构,使用VNA测量S参数,并结合电磁场仿真或解析模型反推介电常数。这种方法贴近真实使用场景,适合评估实际PCB层压结构,但对加工公差高度敏感。

  3. 谐振腔法:将材料样品置于特定模式的谐振腔中,通过测量谐振频率的偏移量来计算介电常数。该方法精度高,适合纯材料测试,但无法评估覆铜/压合后的板材,且频率点固定。

  4. 开路共振器(SPDR):常用于薄板介质材料的高精度测试,尤其适合厚度小于0.5mm的高频覆铜板。无需制作电路,具有非破坏性,高Q值带来更高测量分辨率,但设备昂贵,测试准备要求高。


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标签: PCB线路板

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