2025-11-19
تواجه ضغوطًا متزايدة لمواكبة احتياجات الاتصالات اللاسلكية الجديدة. لوحات الدوائر المطبوعة عالية التردد تنمو بشكل أسرع من لوحات الدوائر المطبوعة العادية بسبب صعود شبكات الجيل الخامس وتطبيقات إنترنت الأشياء الجديدة. تستخدم هذه التصميمات عالية التردد مواد PTFE و Rogers laminates بدلاً من لوحات FR4 القياسية. هذه المواد تقلل فقدان الإشارة بنسبة تصل إلى 40% وتحسن نقل البيانات. LT CIRCUIT هو شريك موثوق به يقدم حلول تصنيع متقدمة تساعد في الحفاظ على إشارات قوية وموثوقة. كما أنها تضمن لك البقاء متوافقًا في مجال الاتصالات اللاسلكية المتطور هذا.
# اختر مواد خاصة مثل PTFE أو Rogers laminates. تساعد هذه المواد على تقليل فقدان الإشارة وجعل الاتصال اللاسلكي يعمل بشكل أفضل.
# تحكم في المعاوقة عن طريق مطابقة عرض المسار والتباعد. هذا يحافظ على قوة الإشارات ويساعد على منع الأخطاء.
# استخدم طرق تصنيع دقيقة مثل النقش المتقدم والحفر الدقيق. هذا يساعد على صنع لوحات دوائر مطبوعة عالية التردد تعمل بشكل جيد.
# اتبع رقابة صارمة على الجودة والاختبار، مثل معايير EMC و FCC. هذا يضمن أن جهازك يعمل بشكل صحيح ويتوافق مع القواعد.
# تعامل مع الحرارة وفقدان الإشارة من خلال تصميمات حرارية جيدة ومواد منخفضة الفقد. هذا يحافظ على استقرار لوحة الدوائر المطبوعة ويساعدها على الاستمرار لفترة أطول.
يساعد اختيار الركيزة المناسبة لوحة الدوائر المطبوعة الخاصة بك على العمل بشكل جيد في الاتصالات اللاسلكية. لكل مادة فوائدها الخاصة للتصميمات عالية التردد. يسرد الجدول أدناه مواد الركيزة الشائعة وما يجعلها مميزة:
|
مادة الركيزة |
الخصائص والتطبيقات الرئيسية |
|
PTFE (Polytetrafluoroethylene) |
خصائص عازلة ممتازة، وفقدان إشارة منخفض، وثبات حراري. تستخدم في الجيل الخامس، والرادار، والفضاء، والسيارات. |
|
مليئة بالسيراميك |
إدارة حرارية معززة وتشغيل عالي التردد. تستخدم في الفضاء والدفاع والأجهزة الطبية. |
|
راتنج الهيدروكربون |
فعالة من حيث التكلفة، وأداء كهربائي جيد. تستخدم في الهوائيات ومضخمات الطاقة وأنظمة RFID. |
|
معززة بالزجاج (FR-4) |
قوة ميكانيكية، واستخدام تردد معتدل. تستخدم في أنظمة الاتصالات السلكية واللاسلكية والسيارات. |
|
مركبات متقدمة (polyimide) |
مرونة ومقاومة للحرارة. تستخدم في الإلكترونيات القابلة للارتداء والمرنة. |
ملاحظة: في عام 2024، تعد منطقة آسيا والمحيط الهادئ السوق الأكبر لركائز لوحات الدوائر المطبوعة عالية التردد، حيث أكثر من 48٪ من السوق.
الخصائص العازلة مهمة جدًا لإرسال الإشارات، خاصةً فوق 10 جيجاهرتز. أنت تريد مواد ذات ثوابت عازلة منخفضة (Dk) وعوامل تبديد منخفضة (Df). تساعد هذه المواد في الحفاظ على قوة الإشارات وتقليل الفقد. مواد Rogers لديها قيم Dk من 3.38 إلى 3.55 و Df منخفضة تصل إلى 0.002. مواد Isola لديها Dk و Df أعلى قليلاً، لذا هناك فقدان إشارة أكثر قليلاً ولكنها أسهل في التصنيع. الركائز القائمة على التفلون لديها أقل Dk و Df، لذا فهي الأفضل للاستخدامات عالية التردد جدًا.
|
سمة المادة |
سلسلة Rogers 4000 |
مواد Isola FR408 PCB |
|
الثابت العازل (Dk) |
3.38 – 3.55 |
3.65 – 3.69 |
|
عامل التبديد (Df) |
0.002 – 0.004 |
0.0094 – 0.0127 |
يقول الخبراء أنه يجب عليك استخدام مواد ذات Df أقل من 0.005 عند 10 جيجاهرتز. هذا يحافظ على فقدان الإشارة والحرارة منخفضين، وهو أمر مهم جدًا للاتصالات اللاسلكية.
لوحات الدوائر المطبوعة عالية التردد تصبح أكثر سخونة من اللوحات العادية. يجب عليك التحكم في هذه الحرارة للحفاظ على عمل اللوحة بشكل جيد. لوحات الدوائر المطبوعة ذات النواة المعدنية، مثل تلك التي تحتوي على الألومنيوم أو النحاس، تنقل الحرارة بعيدًا بسرعة. لديهم توصيلات حرارية من 5 إلى 400 واط/متر.ك. هذا أفضل بكثير من FR4، الذي يصل فقط إلى 0.4 واط/متر.ك. يساعد استخدام لوحات الدوائر المطبوعة ذات النواة المعدنية على تبريد اللوحة بسرعة. هذا مهم لأشياء مثل أجهزة التوجيه اللاسلكية والمحطات الأساسية والأقمار الصناعية.
معايير IPC-2221 تساعدك على اختيار المواد ذات الثابت العازل المنخفض، والتوصيل الحراري العالي، وامتصاص الرطوبة المنخفض، والقوة الميكانيكية القوية. إذا اتبعت هذه المعايير، فستعمل لوحة الدوائر المطبوعة الخاصة بك بشكل جيد للاتصالات اللاسلكية عالية التردد.
يعد الحصول على المعاوقة الصحيحة أمرًا مهمًا جدًا للاتصالات اللاسلكية عالية التردد. تحتاج إلى التأكد من أن مسارات لوحة الدوائر المطبوعة تتطابق مع المعاوقة القياسية للنظام، والتي عادة ما تكون 50 أوم. هذا يساعد على إيقاف انعكاسات الإشارة وفقدان الطاقة. إذا لم تتطابق المعاوقة، يمكن أن ترتد الإشارات. هذا يسبب رنين وأخطاء في البيانات. تزداد هذه المشاكل سوءًا عندما يرتفع التردد. يمكنك إيقاف هذه المشكلات باستخدام مسارات معاوقة خاضعة للتحكم. تأكد من أن المصدر والمستقبل والمسارات كلها لها نفس المعاوقة.
|
تسامح المعاوقة |
منطقة التطبيق |
النطاق النموذجي / الملاحظات |
|
±1% إلى ±2% |
لوحة الدوائر المطبوعة عالية التردد RF واللاسلكية |
تستخدم في الجيل الخامس، والاتصالات عبر الأقمار الصناعية، والأجهزة الطبية |
|
±5% إلى ±10% |
الأنظمة الرقمية والتناظرية القياسية |
إيثرنت، PCIe، USB |
|
±10% |
الدوائر منخفضة السرعة أو غير الحرجة |
لوحات الدوائر المطبوعة الرقمية الأساسية |
تقول قواعد الصناعة أنه يجب عليك الحفاظ على تسامح المعاوقة بين ±1% و ±2% لمسارات لوحات الدوائر المطبوعة اللاسلكية عالية التردد. هذا التحكم الدقيق يحافظ على قوة الإشارات وعمل الأنظمة بشكل جيد.
إذا لم تتطابق المعاوقة في مسارات لوحات الدوائر المطبوعة عالية التردد، فسترتد الإشارات وتضعف. هذا يضر بجودة الإشارة. يتم تصنيع الأجزاء والمسارات لمعاوقة معينة لمنع حدوث ذلك. عندما يرتفع التردد، يزداد فقدان الإدخال سوءًا إذا لم تتطابق المعاوقة. يؤدي مطابقة المعاوقة جيدًا إلى الحفاظ على انعكاسات الإشارة وفقدان الطاقة منخفضين. هذا يساعد على الحفاظ على وضوح الإشارات في الاتصالات اللاسلكية.
تعني سلامة الإشارة الحفاظ على قوة الإشارات ووضوحها أثناء تحركها عبر لوحة الدوائر المطبوعة. يمكن أن تواجه الإشارات عالية التردد مشاكل مثل التداخل المتبادل وتأخير الإرسال وأخطاء توقيت الساعة. يحدث التداخل المتبادل عندما تتداخل الإشارات الموجودة على المسارات القريبة مع بعضها البعض. يمكنك تقليل التداخل المتبادل عن طريق جعل المسارات متباعدة. يساعد استخدام الإشارات التفاضلية ومسارات الحماية أيضًا.
|
تباعد المسار (ميل) |
مستوى التداخل المتبادل النموذجي |
الاقتران السعوي |
الاقتران الاستقرائي |
|
3 |
مرتفع |
شديد |
معتدل |
|
5 |
معتدل |
مرتفع |
منخفض |
|
10 |
منخفض |
معتدل |
ضئيل |
|
20 |
ضئيل |
منخفض |
ضئيل |
نصيحة: اجعل تباعد المسار ثلاثة أضعاف عرض المسار على الأقل لتقليل التداخل المتبادل والتداخل.
يمكن أن يتسبب تأخير الإرسال في حدوث أخطاء في التوقيت والضوضاء. إذا لم تكن المسارات بنفس الطول، فستصل الإشارات في أوقات مختلفة. هذا يعبث بتوقيت الساعة. يمكنك إصلاح ذلك عن طريق مطابقة أطوال المسارات بأنماط متعرجة. حاول استخدام أقل عدد ممكن من الثقوب. ضع ثقوب الانتقال بالقرب من ثقوب الإشارة عندما تتغير مستويات الإشارة المرجعية. استخدم أدوات المحاكاة للعثور على مشاكل سلامة الإشارة وإصلاحها قبل صنع اللوحة.
التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) والتوافق الكهرومغناطيسي (EMC) يمثلان مشكلات كبيرة في الاتصالات اللاسلكية. يمكن أن يتسبب EMI في حدوث ضوضاء وفقدان الإشارة. يضمن EMC أن لوحة الدوائر المطبوعة الخاصة بك لا تتداخل مع الأجهزة الأخرى. يمكنك تقليل EMI والحفاظ على EMC باتباع نصائح التخطيط هذه:
1. ضع أجزاء مماثلة (تناظرية ورقمية) في مجموعات منفصلة لتقليل التداخل المتبادل.
2. ضع مكثفات الفصل بالقرب من دبابيس الطاقة لمنع الضوضاء عالية التردد.
3. حافظ على مسارات الإشارة قصيرة ومستقيمة حتى لا تعمل كهوائيات.
4. حافظ على المعاوقة الخاضعة للتحكم للإشارات المهمة.
5. لا تستخدم الزوايا الحادة؛ استخدم زوايا أو منحنيات 45 درجة.
6. استخدم أزواجًا تفاضلية للإشارات السريعة.
7. ضع مستويات أرضية صلبة أسفل طبقات الإشارة.
8. لا تقسم مستويات الأرض لمنع حلقات EMI.
9. ضع ثقوب الأرض بالقرب من دبابيس الأجزاء.
10. قم بتغطية المناطق الحساسة بدروع معدنية أو صب نحاسي مؤرض.
11. اجعل مناطق الحلقة في مسارات الطاقة والإشارة صغيرة قدر الإمكان.
ملاحظة: حافظ على أقسام RF والرقمية منفصلة على لوحة الدوائر المطبوعة للمساعدة في العزل وتقليل EMI. استخدم تجميعات متعددة الطبقات لتوفير مسارات إرجاع منخفضة المعاوقة وتقليل الانبعاثات الكهرومغناطيسية.
يعد تكامل الهوائي جزءًا مهمًا جدًا من تصميم لوحة الدوائر المطبوعة اللاسلكية عالية التردد. يغير شكل الهوائي وحجمه وتخطيطه مدى جودة إرسال جهازك للإشارات واستقبالها. تحتاج إلى التفكير في هذه الأشياء:
l هندسة الهوائي: يحدد شكل وحجم الهوائي كيفية إرساله واستقباله للإشارات.
l المستوى الأرضي: يقلل المستوى الأرضي الصلب والمتصل جيدًا من خسائر الإشعاع ويعطي مرجعًا ثابتًا.
أرسل استفسارك مباشرة إلينا
