¿Por qué disminuye la emisión radiada de un PCB 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, las trazas de señal y potencia tradicionales son excelentes antenas de todos modos en esas frecuencias, pero generalmente el espectro de señales ya se ha desvanecido tanto que ya no es un problema. Esto se puede entender fácilmente si piensa, por ejemplo, en la envolvente del espectro de un trapezoide, 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 a tiempo y 40 db/dec después de la frecuencia de$\frac{1} {\pi \cdot t_r}$, dónde$t_r$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 un segundo codo a 32 MHz, que está casi dos décadas por debajo del rango de frecuencia de interés. Por lo tanto, la amplitud de la señal se ha desvanecido a aproximadamente 1/10000 debido a este codo solo a la frecuencia de 2 GHz.

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

El factor de radiación aquí es que los efectos de derivación aumentan 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 suficiente señal para hacer una diferencia de 30 dB, incluida su señal y la inductancia y el bucle de la ruta de retorno abertura.

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

Aunque las pérdidas de trayectoria de Friis aumentan con la frecuencia, también se filtran más fácilmente a través del bucle, las ranuras y los radiadores no deseados (bordes afilados) más fácilmente 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 la impedancia. (Z^2)

En la figura B, los radiadores no deseados dominantes son visibles en 1f, 2f, 3f y 5f, aunque el 1f está más cerca de 270 MHz que (los autores informan de) 247 MHz con 290 MHz (2,9 GHz/10) por división y 2f a ~ 540 MHz (solo bajo 2da división a 580 MHz. Pero esa es solo mi interpretación de la interpretación de la pantalla.

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