Výrobná presnosť prenosových vedení RF dosiek vyžaduje extrémne vysokú presnosť. Hlavným dôvodom je, že v RF scenároch sa prenosové linky PCB vyvinuli z obyčajných „elektrických konektorov“ na základné komponenty s distribuovanými parametrami, ktoré priamo určujú výkon obvodu. Odchýlky veľkosti mikroškály sú zosilnené vysokofrekvenčnými efektmi, čo vedie k výraznému zníženiu výkonu.
Pri vysokých frekvenciách má vlnová dĺžka rovnakú veľkosť ako veľkosť drôtu
Čím vyššia je frekvencia RF signálu, tým kratšia je vlnová dĺžka. Keď dĺžka vodiča presiahne λ/16, musí sa s ním zaobchádzať ako s prenosovým vedením a už ho nemožno považovať za bežný vodič.
V scenári s milimetrovým vlnovým radarom namontovaným na vozidle v pásme 77 GHz je vlnová dĺžka signálu na doske FR-4 iba 2,1 mm a prah λ/16 je iba 0,13 mm. Akákoľvek geometria vedenia sa priamo podieľa na elektrickom správaní obvodu.
V tomto bode môže aj niekoľko mikrometrov odchýlky šírky vedenia priamo zmeniť elektrickú dĺžku prenosového vedenia, čo spôsobí fázový posun a priamo vedie k odchýlke smerovania lúča v systémoch, ako sú fázované pole a radar, ktoré vyžadujú extrémne vysokú fázovú konzistenciu.
Tolerancia presnosti impedančného prispôsobenia je extrémne úzka
Priemyselná štandardná impedancia 50 Ω je „zmluvou o výkone“ RF systémov a dokonca aj malé odchýlky impedancie môžu spôsobiť vážne odrazy signálu.
Ak vezmeme ako príklad 50 Ω mikropásikovú linku dosky FR4, pri každej zmene šírky linky o ± 10 μm sa impedancia odchýli o ± 2 Ω, čo priamo vedie k zhoršeniu straty odrazu.
Ak odchýlka impedancie presiahne ± 10%, spätná strata sa zníži pod 26dB a podiel odrazeného výkonu sa zvýši na 0,23%, čo priamo spotrebuje rozpočet linky, čo má za následok zhoršenie šumového čísla na prijímacej strane a zosilňovač nemôže kompenzovať takéto straty.
Účinok straty pod kožou je mimoriadne citlivý na veľkosť
Po prekročení frekvencie 1GHz už prúd signálu nepreteká rovnomerne prierezom vodiča, ale sústreďuje sa v tenkej vrstve na mikrometrovej úrovni povrchu vodiča.
Hĺbka vrstvy signálu 2,4 GHz v medenom vodiči je iba 1,3 μm a pri frekvencii 77 GHz je hĺbka vrstvy menšia ako 0,4 μm. Malé zmeny v odchýlke šírky čiary, drsnosti medenej fólie a korózii na strane leptania môžu výrazne zvýšiť skutočnú dĺžku prúdovej dráhy vodiča, čo spôsobí dodatočnú vysokofrekvenčnú vložnú stratu.
V scenároch milimetrových vĺn rozdiel strát 0,07 dB/cm priamo ovplyvňuje rozsah detekcie radaru, čo si vyžaduje, aby bola drsnosť okrajov prenosového vedenia kontrolovaná do 0,5 μm, čo nie je možné dosiahnuť bežnými procesmi PCB.
Presná kontrola presluchov a elektromagnetického žiarenia
Sila väzby elektromagnetického poľa medzi susednými vedeniami pri vysokých frekvenciách priamo súvisí s pomerom rozstupu medzi vedeniami a vzdialenosťou od zeme. Dokonca aj malé odchýlky v rozostupoch môžu spôsobiť, že presluchy prekročia očakávania návrhu.
Bežne používané „pravidlo 3W“ v priemysle RF vyžaduje, aby riadkovanie bolo aspoň trojnásobkom šírky riadku. Iba stlačením tolerancie medzi riadkami na ± 0,5 mil môžu výsledky simulácie plne zodpovedať skutočnému výkonu a vyhnúť sa presluchom signálu medzi susednými kanálmi.
Drobné geometrické defekty, ako sú 90 stupňové ostré rohy a okrajové zúbky v kabeláži, môžu byť ekvivalentné malým anténam, ktoré vyžarujú energiu smerom von pri vysokých frekvenciách, čo spôsobuje únik signálu a zavádza dodatočné elektromagnetické rušenie, ktorému je potrebné úplne zabrániť pomocou vysoko presných procesov leptania.