RF回路基板(基板やPCBと呼ばれることもあります)についての基本的な説明と、特にsub-GHz帯域
(315MHzや920MHz)で使用する際のポイントについてご説明いたします。
1. RF回路基板の基本について
RF回路基板は高周波信号を取り扱う回路を搭載する基板であり、設計と製造において特有の考慮が必要で
す。これらの基板は、信号の損失を最小限に抑え、不要なノイズや干渉を防ぐように設計されています。
2. 基板材料の選択
高周波数の信号は基板材料の特性に大きく依存します。一般的な材料としてはFR-4が多く使用されますが、
sub-GHz帯域で高性能を求める場合、誘電率(Dk)や損失係数(Df)の低い材料が推奨されます。例えば、
RO4350BやRogers材料などです。
3. レイアウト設計のポイント
(1)インピーダンス整合について
高周波信号の伝送には、伝送線路のインピーダンス整合が重要です。通常、50Ωの特性インピーダンスが使
用されます。これにより、反射や損失を最小限に抑えます。
(2)グラウンドプレーンについて
安定したグラウンドプレーンを設けることは、ノイズの抑制や信号の安定性に寄与します。グラウンドプ
レーンは連続的で途切れないように配置することが重要です。
(3)トレース幅と間隔について
トレースの幅や間隔は周波数に依存します。高周波になるほど、トレース幅を狭く、間隔を広くする必要が
あります。
4. EMI対策について
高周波回路では電磁干渉(EMI)が問題となることがあります。以下の対策が有効です。
(1)シールドケースについて
基板全体をシールドケースで覆うことで、外部からの干渉を防ぎ、内部の高周波信号が外部に漏れるのを防
ぎます。
(2)デカップリングコンデンサについて
電源ラインにデカップリングコンデンサを配置することで、高周波ノイズを除去します。
(3)フィルタリングについて
入出力端子に適切なフィルタを配置することで、不要な周波数帯域の信号をカットします。
5. PCBスタックアップと層構成
高周波回路基板では、層構成(スタックアップ)も重要な要素です。一般的には以下のような構成が用いら
れます。
・表面層(Top Layer): 高周波信号トレースとパッドが配置される層。
・グラウンド層(Ground Plane): グラウンドプレーンが配置される層。通常は第2層に配置されます。
・内部層(Inner Layer): 電源ラインやその他の信号ラインが配置される層。
・裏面層(Bottom Layer): 裏面に配置される信号トレースやコンポーネント。
6. 使用するコンポーネント
sub-GHz帯域でのRF回路には、以下のようなコンポーネントがよく使用されます。
(1)SAWフィルタ
指定の周波数帯域の信号を選択的に通過させるフィルタ。
(2)バラン
不平衡信号を平衡信号に変換するためのコンポーネント。
(3)パワーアンプ(PA)
信号の強度を増幅するためのコンポーネント。
まとめ
sub-GHz帯域でのRF回路基板の設計には、材料選択、インピーダンス整合、ノイズ対策、層構成など、細
かな配慮が必要です。これらのポイントを抑えることで、安定した高性能のRF回路を実現することができ
ます。
さらに詳しい情報や具体的な設計についての質問がありましたら、お気軽にお尋ねください。

sub-GHz帯域(315MHzや920MHz)で使用する際のポイントについてのご説明