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Tsuyoshi Horigome
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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
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。
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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
1.
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。
2.
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。
3.
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。
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