การเลือกพื้นผิว PCB สำหรับดาวเทียม เรดาร์ และสถานการณ์การควบคุมการบินควรได้รับการจับคู่อย่างถูกต้องตามย่านความถี่การทำงานหลัก ข้อกำหนดด้านความทนทานต่อสิ่งแวดล้อม และเป้าหมายความน่าเชื่อถือในระยะยาว และไม่ควรมองข้ามวัสดุระดับไฮเอนด์
การเลือกสารตั้งต้น PCB สำหรับฉากดาวเทียม
ฉากดาวเทียมต้องการความต้านทานต่อรังสีคอสมิกและความแตกต่างของอุณหภูมิที่รุนแรงระหว่าง -55 องศาถึง 125 องศา โดยอายุการใช้งานของการออกแบบโดยทั่วไปเกิน 10 ปี แกนหลักรับประกันความสม่ำเสมอของเฟสสัญญาณและความเสถียรของโครงสร้าง
เลเยอร์ RF เสาอากาศอาเรย์แบบ Phased Array ที่ติดตั้งผ่านดาวเทียม: แนะนำให้ใช้ Rogers RO4003C หรือ Taconic RF-3500 โดยมี Dk ที่เสถียรประมาณ 3.5, Df น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.0037 เหมาะสำหรับสัญญาณความถี่สูงที่สูงกว่า 40GHz สามารถควบคุมความทนทานต่ออิมพีแดนซ์ได้ภายใน ± 1 Ω
ชั้นควบคุมสากลผ่านดาวเทียม: ใช้โครงสร้างแรงดันผสมความถี่สูง เช่น HJY350A+S1000-M รวมกับฟิล์มกึ่งแข็งตัวพิเศษ ซึ่งทำให้สมดุลการสูญเสียและความแข็งแรงเชิงกลต่ำ ในขณะที่มีน้ำหนักเบาและลดน้ำหนัก
สถานการณ์ความน่าเชื่อถือสูงสำหรับการสำรวจห้วงอวกาศ: การเลือกซับสเตรต PTFE บริสุทธิ์ Tly-5, Dk=2.33,Df=0.0015 ภายใต้ความผันผวนของอุณหภูมิที่รุนแรง อัตราการเบี่ยงเบนของ Dk จะน้อยกว่า 0.5% ทำให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรของสัญญาณในระยะยาวมานานกว่า 20 ปี
การเลือกสารตั้งต้น PCB สำหรับฉากเรดาร์
ช่วงความถี่การทำงานของระบบเรดาร์ครอบคลุมคลื่น X-band ถึง 77GHz มิลลิเมตร โดยมีข้อกำหนดหลักคือการสูญเสียสัญญาณต่ำเป็นพิเศษ การนำความร้อนสูง และการหลีกเลี่ยงการลดทอนสัญญาณกำลังสูง
เรดาร์คลื่นมิลลิเมตรยานพาหนะ/ทางอากาศขนาด 77GHz: เลือก Rogers RO3003 หรือ RT5880 ที่มีการสูญเสียอิเล็กทริกต่ำมาก สามารถรองรับการส่งสัญญาณที่มีความแม่นยำสูงที่ระดับคลื่นมิลลิเมตร ทำให้มั่นใจได้ถึงความแม่นยำของระยะเรดาร์
เรดาร์ช่องรับแสงสังเคราะห์เอ็กซ์แบนด์ (SAR): การใช้โครงร่างแรงดันไฟฟ้าผสม RO4350B+RT5880 ไม่เพียงตอบสนองข้อกำหนดด้านการสูญเสียต่ำเท่านั้น แต่ยังปรับปรุงการนำความร้อนของซับสเตรตอีกด้วย โดยกระจายความร้อนที่เกิดจากเครื่องขยายกำลัง RF ได้อย่างรวดเร็ว
เรดาร์เตือนระยะไกลแบบภาคพื้นดิน: เลือกซับสเตรตคอมโพสิตเติมเซรามิก เช่น Arlon AD450, Dk=3.4 มีความแข็งแรงเชิงกลสูง สามารถทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่มีละอองเกลือและแรงสั่นสะเทือนกลางแจ้งในระยะยาวได้
การเลือกซับสเตรต PCB สำหรับสถานการณ์การควบคุมการบิน
สิ่งสำคัญที่สุดของระบบควบคุมการบินคือการป้องกันการสั่นสะเทือน ป้องกันอุณหภูมิสูง และการหยุดชะงักของสัญญาณเป็นศูนย์ โดยจัดลำดับความสำคัญของความสมบูรณ์ของแหล่งจ่ายไฟและความน่าเชื่อถือทางกล โดยไม่ต้องติดตามวัสดุความถี่สูงอย่างสุ่มสี่สุ่มห้า
การควบคุมการบินด้วยโดรนระดับผู้บริโภคทั่วไป: เลือกบอร์ด Tg สูง FR-4 ที่มีค่า Tg มากกว่าหรือเท่ากับ 170 องศา เพื่อหลีกเลี่ยงการหลุดร่อนและการเสียรูปภายใต้อุณหภูมิสูงกว่า 70 องศาในห้องโดยสารในช่วงฤดูร้อน ค่าใช้จ่ายสามารถควบคุมได้และตรงตามข้อกำหนดของลิงก์การส่งข้อมูล 2.4GHz
การควบคุมการบินด้วยการนำทาง GNSS/RTK ที่มีความแม่นยำสูง: ใช้ซับสเตรต RO4350B ภายในเครื่องในเลเยอร์ RF คีย์เพื่อให้แน่ใจว่าการส่งสัญญาณการนำทางด้วยย่านความถี่ L1/L2 มีเสียงรบกวนต่ำ ในขณะที่ Tg FR-4 สูงยังคงใช้เพื่อปรับสมดุลต้นทุนในเลเยอร์ควบคุมที่เหลือ
การควบคุมการบินเกรดอุตสาหกรรม/งานหนัก: ใช้ซับสเตรต Tg สูงพิเศษที่ทนไฟพร้อมระดับ CTI ที่สูงขึ้น สามารถทนต่อการสั่นสะเทือนที่รุนแรงและการกระแทกกระแสไฟสูง และหลีกเลี่ยงการรบกวนกำลังจากมอเตอร์ไดรฟ์ที่รบกวนการทำงานของการควบคุมหลัก
หลักการสำคัญในการคัดเลือกทั่วไป
ย่านความถี่ที่ตรงกันตามลำดับความสำคัญสำหรับประสิทธิภาพทางไฟฟ้า: Tg สูง FR-4 เพียงพอสำหรับลิงก์ควบคุมที่ต่ำกว่า 1GHz; วัสดุไฮโดรคาร์บอนซีรีส์ Rogers 4000 ใช้สำหรับความถี่ตั้งแต่ 1 ถึง 10 GHz; พื้นผิว PTFE ถูกเลือกสำหรับสถานการณ์ความถี่สูงพิเศษที่สูงกว่า 10GHz เท่านั้น
เงื่อนไขการจัดตำแหน่งที่ยอมรับได้ต่อสิ่งแวดล้อม: จัดลำดับความสำคัญในการเลือกพื้นผิวที่ทนทานต่อ CAF และพื้นผิวที่ทนทานต่อ CAF สูงสำหรับสถานการณ์ทางเรือ/ทางอากาศ ความน่าเชื่อถือของสถานการณ์ในห้วงอวกาศต้องได้รับการตรวจสอบผ่านการทดสอบการหมุนเวียนด้วยความร้อนมากกว่า 200 ครั้งที่อุณหภูมิ -55 องศา ~125 องศา
การควบคุมการแบ่งชั้นต้นทุน: การใช้ "การออกแบบแรงดันผสม" จะใช้เฉพาะวัสดุพิเศษความถี่สูงสำหรับเลเยอร์คีย์ RF และใช้ Tg สูง FR-4 สำหรับเลเยอร์ควบคุมพื้นที่ขนาดใหญ่ที่เหลือ ซึ่งสามารถลดต้นทุนของบอร์ดได้มากกว่า 30% ในขณะที่มั่นใจในประสิทธิภาพ