¿Por qué la emisión radiada de una PCB disminuye a medida que aumenta la frecuencia de la señal?

No es más fácil diseñar para frecuencias más altas y la confusión que está experimentando se debe a la idea errónea de pensar que las dos soluciones comparadas en el libro serían tan buenas a 2 GHz cuando en realidad son tan malas.

En otras palabras, la señal tradicional y las trazas de potencia son excelentes antenas de todas formas en esas frecuencias, pero generalmente el espectro de señales ya se ha desvanecido tan bajo que ya no es un problema. Esto se puede entender fácilmente si piensa, por ejemplo, la envolvente del espectro de un trapecio que es una forma de onda de señal bastante común. La amplitud disminuye 20 db / dec después de la frecuencia de \ $ \ frac {1} {\ pi \ cdot T} \ $, donde T es la señal de encendido y 40 db / dec después de la frecuencia de \ $ \ frac { 1} {\ pi \ cdot t_r} \ $, donde \ $ t_r \ $ es el tiempo de subida de la señal. Por lo tanto, por ejemplo, el espectro de una señal con un tiempo de subida de 10 ns tiene una segunda inclinación a 32 MHz, que es casi dos décadas por debajo del rango de frecuencia de interés. Por lo tanto, la amplitud de la señal se ha desvanecido hasta aproximadamente 1/10000 debido a esta sola rodilla a la frecuencia de 2 GHz.

Si estuviéramos estudiando discontinuaciones en estructuras diseñadas para señales que tienen un contenido espectral considerable a 2 GHz, estaría claro que el circuito con discontinuidades se comportaría peor.

Aquí, el factor de radiación es el aumento de los efectos de derivación con la frecuencia y el bucle inductivo en serie es lo suficientemente grande para que la apertura de 247 MHz sea lo suficientemente grande > 10% de la longitud de onda para filtrar la señal suficiente para hacer una diferencia de 30dB, incluida su señal y la inductancia de la ruta de retorno y la apertura del bucle.

Los bucles y las ranuras a 1/4 de la longitud de onda son radiadores eficientes. Feedthrus contribuye con un poco de inductancia dependiendo de la relación de longitud a diámetro, lo que en conjunto con el bucle de señal puede hacer que la señal de origen se refleje e irradie más en todo el bucle desde la discrepancia de impedancia de la fuente.

Aunque las pérdidas de la ruta Friis aumentan con la frecuencia, también tienen fugas más fáciles a través del bucle, las ranuras y los radiadores no deseados (bordes afilados) son más fáciles con longitudes de onda más pequeñas. En este caso, la capacitancia de derivación dieléctrica de la placa de circuito sirvió para atenuar más con el aumento de la frecuencia debido a la relación L / C que afecta a la impedancia. (Z ^ 2)

En la figura B, los radiadores no deseados dominantes son visibles a 1f, 2f, 3f y 5f, aunque el 1f es más cercano a 270 Mhz que (los autores reportan) 247Mhz con 290MHz (2.9GHz / 10) por división y 2f a ~ 540Mhz (justo debajo de la segunda división a 580 MHz. Pero esa es solo mi interpretación de la interpretación de la pantalla).

Bravo (+1) para leer el Libro Ott. Es una lectura obligada para todos los EE en ciernes, que leí en 1980 y debería enseñarse en la escuela.