微带滤波器和耦合电路设计:全面指南及实用建议

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当前,对于微波设计师来说,开发高效电路和系统需要依赖于多种工具。这些工具包括参考资料、强大的电子设计自动化 (EDA) 工具以及电磁 (EM) 分析工具。此外,他们还需要结合自身实践经验来设计和开发电路。这些工作最终需要通过制作电路板原型和测试来验证设计方法的准确性。本文将介绍两个微带电路设计的案例,这些设计采用了不同的工具和设备来快速制作电路板,并通过测量来验证设计的正确性。
 
其中,耦合器的设计也可以进行修改,以改善低端回波损耗或使耦合响应更平坦。然而,如果将电路板的制作交给传统的外部电路板厂商,可能无法灵活地进行这些小的调整。由于环保法规的要求,化学药品处理的复杂性和成本显著增加,特别是在加利福尼亚州,许多公司不再设有室内电路板蚀刻实验室。
 
为了制作这些滤波器和耦合器电路,我们综合了许多设计师的经验、数据资料、高级电路理论仿真、EM分析以及最终的制作和测量手段。整个设计过程的成功依赖于不同的设计资源,从理论设计和分析到微带电路的实现。制作工具——电路板刻制机在快速完成这一过程中起着不可或缺的作用。
 
电路板刻制机在样品电路板制作中的特点
 
电路板刻制机的马达运转速度可以调节,范围从1万到10万转。本文介绍的典型微带电路设计采用一个10 mils的端面铣刀,加工中直径变动量范围为±0.2 mils。
 
该机器的定位精度对于确保X、Y轴的尺寸精度和穿透深度的准确性非常重要。机器必须能够可靠地切割整个铜箔层,同时最小限度地去除基材。
 
C100HF采用动态的Z轴定位和同轴的加工深度限位器来控制铣削深度。通常,穿透基材的深度为0.2 mil(5微米)。Z轴运动范围为14毫米(0.55英寸)。空气轴承提供了准确而非接触的表面传感,适合在柔软或挠性板材以及对表面敏感的材料上进行加工。
 
该机器的分辨率为0.3125 mil(5微米),X-Y定位精度小于0.2 mil(5微米)。下面的电子显微照片显示了在不同放大倍数下的铣削轨迹,分别以50微米和10微米的比例标注。
 
在40毫米/秒(1.575英寸/秒)的移动速度下,无论是精细铣削还是大面积去铜,都能够高效完成。如果需要,可以在一天内进行多个往返的设计和测试。在某些情况下,这种机器可以替代传统电路板制造,在订制样板和小批量生产方面发挥作用。
 
其他机型如ProtoMat H100、H60等同样具备加工微波电路板的能力。这些高端机型具备自动化换刀、定位精度高、移动速度快的特点,可以适应更高标准的制作需求,并且可以满足一定批量的生产。满足了实验室、研究所和高科技公司自制电路板的需求。
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