微帶濾波器和耦合電路的設計
反向的耦合繪制圖在圖12中,包括輸出端口回波損耗。兩個(gè)圖中每小格都是5dB。對于反向耦合,中部線(xiàn)-18dB是參考,耦合為-28dB或更好,位于高 頻端。輸出端口回波損耗采用與圖11中的輸進(jìn)回波損耗一樣的方法繪制,同樣也在1GHz處性能最差,為16dB。
全程內的指向性(正向耦合減往反向耦合)為10dB,位于波段的極高端。設計目標是高于10dB,達到12dB就可以留出額外空間。盡大部分波段內都能留出這個(gè)余量,我們就以為是一個(gè)初始試驗的極好結果。
圖13是插進(jìn)損耗,1GHz下為0.25dB,6GHz處最差為0.57dB。在1至8GHz的整個(gè)頻段內插進(jìn)損耗的變化只有0.33dB。
4 制作完成的微帶電路板
這種快速地制作樣品電路板方法使得制作過(guò)程可以按照指定的設計而改變。對于直接耦合器,要達到預期的性能,我們預備了可能的幾個(gè)設計反復。幸運的是(也是在經(jīng)驗基礎上的公道猜想),第一個(gè)試驗就得到一個(gè)完好的耦合器。
一個(gè)小碎片焊接在其中一個(gè)微帶線(xiàn)的一段間隙上。這是由于設計文件的一個(gè)小失誤引起的,致使在銑制電路板時(shí),那個(gè)間隙被明顯地銑制出來(lái)。
耦合器設計也可進(jìn)行修改以改進(jìn)低端回波損耗或使耦合響應平坦化。而假如讓外部傳統的電路板廠(chǎng)制作,這樣的小的更改可能不會(huì )被理會(huì )。由于環(huán)保法規的要求,化學(xué)藥品處理過(guò)程的復雜性和本錢(qián)明顯增加,尤其在加利福尼亞,盡大多數公司不再保存室內電路板蝕刻實(shí)驗室。
為了制作這些濾波器和耦合器電路,我們綜合了很多設計師的經(jīng)驗、資料數據、高級電路理論仿真、EM分析以及最后的制作和丈量手段。整個(gè)設計的成功使用了不同的設計資源,從理論設計、分析到微帶電路的實(shí)現。能迅速的完成這一過(guò)程,制作工具——電路板刻制機是不可或缺的。
5 使用電路板刻制機來(lái)制作樣品電路板的特點(diǎn)
CAP Wireless公司使用的刻制設備是來(lái)自L(fǎng)PKF光電股份有限公司(www.lpk.com)的Protomat C100HF型刻板機。這一設備能適用于13.5x8 inches(340x200 mm)的電路板。除了電路板,還能銑制鋁或銅的構件,或者切割覆銅薄片。
馬達運轉速度從1萬(wàn)到10萬(wàn)轉軟件可調。這篇文章中描述的典型的精細銑刀是一個(gè)10 mils的端面銑刀,加工中直徑變動(dòng)量范圍是±0.2 mils。
該機器的定位精度對于保證X、Y軸向的尺寸精度和穿透深度的精確非常重要。機器必須可靠地切割整個(gè)銅箔層,同時(shí)切往最少量的基材。
上面的照片是銑制加工頭的近照。C100HF采用動(dòng)態(tài)的Z軸定位,同軸的加工深度限位器來(lái)保持銑制深度。穿透基材的深度一般是0.2 mil(5 micron)。Z軸運動(dòng)范圍是14 mm(0.55 in)??諝廨S承提供了正確的但是非接觸式的表面傳感,適于在柔軟的或撓性的板材和表面敏感的材料上加工。
該機器分辨率為0.3125 mil(5 micron)。X-Y定位精度小于0.2 mil(5 micron)。下面的電子顯微照片顯示了在不同放大倍數下的銑制軌跡,分別以50 micron和10 micron標注了比例。
在40 mm/sec(1.575 in)移動(dòng)速度下,精細銑制和大面積剝銅完成得都同樣的高效。假如必要,可以在一天內完成幾個(gè)往返的設計和測試。某些情況下,該機器可以在訂制樣板和小批量生產(chǎn)方面替換傳統電路板生產(chǎn)。
LPKF公司的其它機型比如ProtoMat H100,H60等也同樣具有加工微波電路板的能力,這些高端機型具備自動(dòng)化換刀,定位精度高,移動(dòng)速度快捷的特點(diǎn),可以適應更高標準的制作需求,并且可 以滿(mǎn)足一定批量的生產(chǎn)。滿(mǎn)足了實(shí)驗室、研究所和高科技公司自制電路板的需求。
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