RF PCBの位相応答は、基板材料に使用されているガラスの織り方によって大きく影響を受けます。ガラス繊維が開いていると、目標と実際の位相応答との間に大きな偏差が生じます。これは、ガラス繊維と樹脂の不均一な分布により、誘電率（Dk）がPCB全体で変化するために起こります。フェーズドアレイのような位相に敏感なアプリケーションでは、このような偏差が信号の遅延や位相の不一致を引き起こし、性能を低下させる可能性があります。異なる織り方が位相特性にどのような影響を与えるかを理解することは、高周波設計に適した基板を選択するのに役立ちます。
キーポイントの説明
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ファイバー織り効果
- ガラス繊維の織り目が開いていると、樹脂とガラスの比率が一定しないため、誘電率（Dk）に局所的なばらつきが生じます。
- このようなばらつきは高周波信号の位相シフトを引き起こし、意図した位相応答からのずれにつながります。
- タイトウィーブ（例えば、1080や2116スタイル）は、より均一なDk分布を提供することにより、この影響を最小限に抑えます。
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位相敏感システムへの影響
- フェーズドアレイのようなシステムは、ビームフォーミングと信号指向性のために正確な位相アライメントに依存しています。
- ウィーブ効果によって生じる位相誤差は、ビームパターンを歪ませ、システムの精度を低下させます。
- タイミングアライメントが不可欠な高速デジタルおよびRFアプリケーションでは、差動位相スキューが重要になります。
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織り方とその影響
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緩い織り方（106や1080など）：
- 一部の領域で樹脂含有量が高くなり、Dkのばらつきが大きくなる。
- 特に10GHz以上では位相偏差が顕著になる。
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タイトウィーブ（例：2116または7628）：
- ファイバー分布がより均一で、Dkの変動が少ない。
- 位相整合性は向上するが、超高周波設計では補償が必要な場合がある。
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緩い織り方（106や1080など）：
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緩和戦略
- 材料の選択： 拡散ガラスまたは低 Dk 変動の基板を選択する（例：Rogers または特殊ラミネート）。
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設計の調整：
- 織り込みに関連した位相誤差を増幅させる長く平行なトレースを避ける。
- 電磁結合のばらつきを最小化するためのグランドプレーンやシールドの使用。
- シミュレーションとテスト： 電磁界シミュレータによる位相応答のモデリングにより、織り目の影響を予測し、補正する。
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PCB製造におけるトレードオフ
- タイトウィーブは位相の一貫性を向上させますが、コストと製造の複雑さを増加させる可能性があります。
- スプレッドガラスや不織布材料（PTFEベースの基板など）は、より良い性能を提供しますが、価格が高くなります。
織り方とその位相への影響を慎重に評価することで、設計者はレーダー、5G、衛星通信のような重要なアプリケーションのRF PCB性能を最適化することができます。
まとめ表
| 織り方 | Dk変化 | 位相への影響 | 最適 |
|---|---|---|---|
| ルーズ（106、1080など） | 高い | 顕著な位相偏差 | 低周波アプリケーション |
| タイト（例：2116、7628） | 低い | 位相整合性の向上 | 高周波RF、フェーズドアレイ |
| スプレッドガラス/不織布 | 最小 | 最高の位相安定性 | 超高周波（5G、レーダー） |
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