La selezione dei substrati PCB per scenari satellitari, radar e di controllo di volo dovrebbe essere accuratamente abbinata alle rispettive bande di frequenza operative principali, ai requisiti di tolleranza ambientale e agli obiettivi di affidabilità a lungo termine e non dovrebbe perseguire ciecamente materiali di fascia alta.
Selezione del substrato PCB per scene satellitari
Le scene satellitari richiedono resistenza ai raggi cosmici e alle differenze di temperatura estreme tra -55 gradi e 125 gradi, con una durata di vita generalmente superiore a 10 anni. Il nucleo garantisce la coerenza della fase del segnale e la stabilità strutturale.
Strato RF dell'antenna Phased Array montata sul satellite: Rogers RO4003C o Taconic RF-3500 sono preferiti, con un Dk stabile di circa 3,5, Df inferiore o uguale a 0,0037, adatto per segnali ad alta frequenza superiori a 40 GHz, la tolleranza dell'impedenza può essere controllata entro ± 1 Ω.
Strato di controllo universale satellitare: adotta una struttura a pressione mista ad alta frequenza, come HJY350A+S1000-M combinata con una speciale pellicola semi-indurita, che bilancia basse perdite e resistenza meccanica, ottenendo allo stesso tempo leggerezza e riduzione del peso.
Scenario ad alta affidabilità per l'esplorazione dello spazio profondo: selezionando il substrato in PTFE puro Tly-5, Dk=2.33, Df=0.0015, in condizioni di fluttuazioni di temperatura estreme, il tasso di deriva Dk è inferiore allo 0,5%, garantendo stabilità del segnale a lungo termine per oltre 20 anni.
Selezione del substrato PCB per la scena radar
La gamma di frequenze di lavoro del sistema radar copre l'onda millimetrica dalla banda X fino a 77GHz, con requisiti fondamentali di perdita di segnale ultra-bassa, elevata conduttività termica ed evitamento dell'attenuazione della trasmissione del segnale ad alta potenza.
Radar a onde millimetriche per veicoli/aerei da 77 GHz: scegli Rogers RO3003 o RT5880, con perdita dielettrica estremamente bassa, in grado di supportare la trasmissione del segnale ad alta precisione a livello di onde millimetriche, garantendo la precisione della misurazione del radar.
Radar ad apertura sintetica (SAR) in banda X: adottando lo schema di tensione mista RO4350B+RT5880, non solo soddisfa i requisiti di bassa perdita, ma migliora anche la conduttività termica del substrato, dissipando rapidamente il calore generato dall'amplificatore di potenza RF.
Radar di allarme remoto a terra: viene selezionato un substrato composito riempito con ceramica, come Arlon AD450, Dk=3.4, elevata resistenza meccanica, in grado di resistere a lungo termine in ambienti esterni con nebbia salina e vibrazioni.
Selezione del substrato PCB per scenari di controllo di volo
Il punto fondamentale del sistema di controllo di volo è l'antivibrazione, l'anti-alta temperatura e l'assenza di interruzioni del segnale, dando priorità all'integrità dell'alimentazione e all'affidabilità meccanica, senza perseguire ciecamente materiali completi ad alta frequenza.
Controllo di volo dei droni ordinario di livello consumer: viene selezionata una scheda FR-4 ad alta Tg con valore Tg maggiore o uguale a 170 gradi per evitare delaminazione e deformazione a temperature elevate superiori a 70 gradi in cabina durante l'estate. Il costo è controllabile e soddisfa i requisiti del collegamento di trasmissione dati a 2,4 GHz.
Controllo del volo con navigazione GNSS/RTK ad alta precisione: il substrato RO4350B viene utilizzato localmente nello strato RF chiave per garantire la trasmissione a basso rumore dei segnali di navigazione in banda di frequenza L1/L2, mentre l'alta Tg FR-4 viene ancora utilizzata per bilanciare i costi nei rimanenti strati di controllo.
Controllo di volo di livello industriale/per impieghi gravosi: utilizzo di speciali substrati ritardanti di fiamma ad alta Tg con livelli CTI più elevati, in grado di resistere a forti vibrazioni e impatti di corrente elevata ed evitare disturbi di potenza provenienti dagli azionamenti del motore che interferiscono con il funzionamento del controllo principale.
Principi fondamentali generali della selezione
Banda di frequenza di corrispondenza prioritaria per le prestazioni elettriche: Tg elevato FR-4 è sufficiente per i collegamenti di controllo inferiori a 1 GHz; I materiali idrocarburici Rogers della serie 4000 vengono utilizzati per frequenze comprese tra 1 e 10 GHz; Il substrato in PTFE è selezionato solo per scenari ad altissima frequenza superiori a 10 GHz.
Condizioni di allineamento della tolleranza ambientale: dare priorità alla selezione di substrati resistenti e ad alta resistenza CAF per scenari navali/aerei; L'affidabilità degli scenari dello spazio profondo deve essere verificata attraverso più di 200 test di cicli termici a -55 gradi ~125 gradi.
Controllo della stratificazione dei costi: adottando un "design a pressione mista", vengono utilizzati solo materiali speciali ad alta frequenza per lo strato chiave RF e un'elevata Tg FR-4 viene utilizzata per il rimanente strato di controllo ad ampia area, che può ridurre il costo della scheda di oltre il 30% garantendo al tempo stesso le prestazioni.