पीसीबी डिजाइन में माइक्रोवेव से मिलीमीटर तरंगों में संक्रमण को समझना

 

इलेक्ट्रॉनिक इंजीनियरिंग के क्षेत्र में, मुद्रित सर्किट बोर्ड (पीसीबी) का डिजाइन कई चुनौतियों और परिवर्तनों का सामना करता है क्योंकि ऑपरेटिंग आवृत्तियों में वृद्धि होती है, और माइक्रोवेव आवृत्ति बैंड से मिलीमीटर-वेव फ्रीक्वेंसी बैंड में संक्रमण एक महत्वपूर्ण तकनीकी मोड़ बिंदु . का प्रतिनिधित्व करता है।

माइक्रोवेव आमतौर पर 300MHz और 30GHz के बीच आवृत्तियों के साथ विद्युत चुम्बकीय तरंगों का उल्लेख करते हैं, व्यापक रूप से संचार में उपयोग किया जाता है (जैसे कि रडार, उपग्रह संचार), नेविगेशन, और अन्य फ़ील्ड . एक अपेक्षाकृत परिपक्व तकनीकी प्रणाली इस आवृत्ति बैंड . में एक अपेक्षाकृत परिपक्वता के लिए बनाई गई है, जो कि ट्रांसफॉर्म डिजाइन में शामिल है। माइक्रोस्ट्रिप लाइनें और स्ट्रिपलाइन, और सिग्नल अखंडता सुनिश्चित करें .

दूसरी ओर, मिलीमीटर तरंगें, 30GHz से 300GHz . तक की आवृत्तियों के साथ विद्युत चुम्बकीय तरंगें होती हैं, हाल के वर्षों में, उन्होंने 5G/6G संचार, स्वायत्त ड्राइविंग रडार, और उच्च-प्रेसिज़न इमेजिंग {6} {6} के कारण उभरते हुए आवेदन की मांग के कारण महत्वपूर्ण ध्यान आकर्षित किया है, समस्याएँ:

 

1. माइक्रोस्ट्रिप लाइन तकनीक
माइक्रोस्ट्रिप लाइन माइक्रोवेव सर्किट में सबसे सरल और सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली ट्रांसमिशन लाइन प्रौद्योगिकियों में से एक है, इसके निर्माण और उच्च उपज . की आसानी के लिए धन्यवाद एंटेना की तरह व्यवहार करें, आसपास की हवा में ऊर्जा विकीर्ण करना . यह अनावश्यक सिग्नल लॉस की ओर जाता है, जो कि अधिक गंभीर हो जाता है क्योंकि आवृत्ति . बढ़ जाती है, इसके अलावा, माइक्रोस्ट्रिप सर्किट के निर्माण की आवश्यकता होती है, जैसे कि कंडक्टर चौड़ी और कॉपर के लिए सख्त सहिष्णुता के साथ, सख्त, और विनिर्माण प्रक्रिया में छोटे विचलन गंभीर प्रदर्शन समस्याओं का कारण बन सकते हैं .

एक और चुनौती माइक्रोस्ट्रिप सर्किट में विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रसार विशेषताओं में निहित है . विद्युत चुम्बकीय तरंगें न केवल सर्किट सामग्री के माध्यम से, बल्कि आसपास की हवा के माध्यम से भी फैलती हैं, जिसमें एक कम ढांकता हुआ स्थिरांक {{1} संपूर्ण रूप से संपूर्ण रूप से संपूर्ण रूप से संपूर्ण रूप से प्रभावी होने के कारण प्रभावी रूप से होता है। सर्किट . मिलीमीटर-वेव आवृत्तियों पर, कम ढांकता हुआ स्थिरांक के साथ सर्किट सामग्री को आमतौर पर सिग्नल लॉस को कम करने के लिए पसंद किया जाता है, लेकिन इसके परिणामस्वरूप धीमी लहर प्रसार और चरण शिफ्ट . हो सकता है

 

2. स्ट्रिपलाइन तकनीक
स्ट्रिपलाइन एक अन्य विश्वसनीय सर्किट तकनीक है जो मिलीमीटर-वेव आवृत्तियों पर संचालित करने में सक्षम है . यह उत्कृष्ट अलगाव प्रदान करता है क्योंकि कंडक्टर पूरी तरह से ढांकता हुआ सामग्री और जमीन विमानों द्वारा संलग्न है . यह डिजाइन यह सुनिश्चित करता है कि इलेक्ट्रोमैग्नेटिक वेव्स पूरी तरह से सर्किट सामग्री के साथ पूरी तरह से प्रसारित करें। इसकी संलग्न संरचना . के कारण सर्किट में सिग्नल लॉन्च करें

सिग्नल इनपुट और आउटपुट के लिए कनेक्टर्स बनाना अधिक चुनौतीपूर्ण हो जाता है, विशेष रूप से मिलीमीटर-वेव आवृत्तियों पर . इसके अलावा, यह तकनीक विनिर्माण प्रक्रिया में भिन्नता के प्रति अत्यधिक संवेदनशील है, जिससे इन कारणों के लिए आवश्यक सहिष्णुता . को प्राप्त करना मुश्किल हो जाता है, जैसे कि विशिष्ट अनुप्रयोगों को छोड़कर,

 

3. सब्सट्रेट इंटीग्रेटेड वेवगाइड (SIW)
सब्सट्रेट इंटीग्रेटेड वेवगाइड (SIW) तकनीक मिलीमीटर-वेव अनुप्रयोगों में बढ़ती लोकप्रियता हासिल कर रही है, विशेष रूप से ऑटोमोटिव रडार और अन्य संचार प्रणालियों में . SIW वेवगाइड तकनीक और मुद्रित सर्किट बोर्ड (PCB) के फायदे को जोड़ती है, जो कि एक टॉप मेटल लेएड, एक टॉप मेटल लेएड, एक कॉम्पैक्ट रेक्टेंग्यूलर वेवग्यूड का उपयोग करता है, ।

हालांकि, SIW सर्किट के निर्माण के लिए अत्यधिक उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता होती है . pths को बहुत तंग सहिष्णुता के भीतर रखा जाना चाहिए, विशेष रूप से उच्च आवृत्तियों के लिए, निर्माण प्रक्रिया को काफी चुनौतीपूर्ण बना दिया जाना चाहिए . इसके अलावा, SIW को डायलेक्ट्रिक स्थिरांक में न्यूनतम विविधताओं के साथ सामग्री की आवश्यकता होती है, जो कि विनिर्माण कठिनाइयों को बढ़ाता है।

 

4. ग्राउंडेड कोपलानार वेवगाइड (GCPW)
ग्राउंडेड कोपलानर वेवगाइड (GCPW) मिलीमीटर-वेव सर्किट . के लिए एक और होनहार ट्रांसमिशन लाइन तकनीक है। GCPW संरचना कम-लॉस सिग्नल प्रचार को प्राप्त करने के लिए ढांकता हुआ सामग्री और कॉपर कंडक्टरों को जोड़ती है। GCPW का उपयोग एकीकृत डिजाइनों में भी किया जा सकता है जहां एक ही PCB . पर मिलीमीटर-वेव और लोअर-फ़्रीक्वेंसी सर्किट दोनों की आवश्यकता होती है

लेकिन GCPW सर्किट विनिर्माण प्रक्रिया में भिन्नता के प्रति संवेदनशील होते हैं, जैसे कि ढांकता हुआ सामग्री के ढांकता हुआ स्थिरांक में परिवर्तन, सब्सट्रेट की मोटाई, और कॉपर सतह खुरदरापन . ये कारक चरण विरूपण का कारण बन सकते हैं, जो कि Consibal-Wave आवृत्तियों को शामिल करने के लिए अधिक महत्वपूर्ण हो जाता है, मोटाई .

 

मिलीमीटर-वेव सर्किट डिजाइन में प्रमुख विचार
चूंकि मिलीमीटर-वेव सर्किट एप्लिकेशन जैसे कि ऑटोमोटिव रडार और 5 जी वायरलेस नेटवर्क बढ़ते रहते हैं, सर्किट सामग्री और ट्रांसमिशन लाइन प्रौद्योगिकियों का चयन करते समय डिजाइनरों को कई प्रमुख कारकों पर विचार करना चाहिए:

 

विनिर्माण सहिष्णुता:

मिलीमीटर-वेव सर्किट में कंडक्टर की चौड़ाई, ढांकता हुआ परत की मोटाई और तांबे की सतह की गुणवत्ता . के लिए उच्च सहिष्णुता आवश्यकताएं हैं

सिग्नल अखंडता: उच्च आवृत्तियों . पर विश्वसनीय प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए विकिरण हानि, चरण विरूपण, और सामग्री के ढांकता हुआ स्थिरांक में परिवर्तन जैसे कारकों के प्रभाव को कम करना आवश्यक है

सामग्री चयन: पीसीबी सामग्री का विकल्प मिलीमीटर-वेव सर्किट के प्रदर्शन के लिए महत्वपूर्ण है . कम ढांकता हुआ स्थिरांक वाली सामग्री को सिग्नल हानि को कम करने के लिए पसंद किया जाता है, लेकिन उनके गुणों को उच्च आवृत्तियों पर स्थिर रहना चाहिए .}}}

 

निष्कर्ष
मिलीमीटर-वेव फ़्रीक्वेंसी सर्किट का डिज़ाइन अद्वितीय चुनौतियों का सामना करता है, लेकिन साथ ही, यह उभरते हुए अनुप्रयोगों जैसे कि 5G नेटवर्क और उन्नत ड्राइवर असिस्टेंस सिस्टम (ADAS) . के लिए बहुत अधिक अवसर लाता है। माइक्रोवेव से मिलीमीटर-वेव डिज़ाइन .