Los materiales de un acoplador direccional se eligen por estructura de transmisión, conductores, dieléctrico, caja y terminaciones. No todos contienen caja de latón y placa de PTFE. Microstrip, stripline, coaxial y guía de ondas necesitan piezas distintas.
Identificar la función del material
En un circuito impreso, los conductores acoplados y el sustrato determinan propiedades de los modos par e impar. En una guía importan paredes y aperturas de acoplamiento, y el camino principal puede no necesitar PCB.
En coaxial, compruebe conductor central, exterior y soportes dieléctricos. El material de la caja no determina por sí solo acoplamiento o directividad. Una terminación interna añade película resistiva y camino térmico.
Dk y Df del sustrato
La permitividad Dk influye en longitud eléctrica, impedancia y acoplamiento. El factor de disipación Df interviene en la pérdida dieléctrica. Compare frecuencia, temperatura, método y dirección del material.
Process Dk y Design Dk del fabricante pueden tener métodos de extracción y usos diferentes. Elija el dato adecuado al modelo, sin asumir que siempre coincide.
| Material | Dk publicado | Df a 10 GHz |
|---|---|---|
| RO4003C | Process 3,38 ±0,05; Design 3,55. | 0,0027. |
| RT/duroid 5880 | Process 2,20 ±0,02; Design 2,20. | 0,0009. |
RO4003C es un sistema hidrocarburo-cerámico reforzado con tejido de vidrio. El 5880 es PTFE reforzado con microfibras de vidrio. Son propiedades de materiales, no garantías de pérdida, directividad o frecuencia máxima del acoplador terminado.
Conductor y superficie
Conductividad, rugosidad de lámina, espesor y depósito influyen en pérdida. La concentración de corriente cerca de la superficie a alta frecuencia no implica que aumentar cobre siempre mejore directividad.
Revise tolerancias de anchura y separación, grabado, puesta a masa y conexiones. Un baño de oro necesita espesor y subcapa definidos; no es universalmente la superficie RF de menor pérdida.
Un espesor representativo de unos 35 µm para cobre de una onza describe la lámina, no una capacidad térmica y eléctrica garantizada para todo circuito de 100 W. Compruebe la superficie real además de laminado o electrodepositado.
Caja, cerámica y calor
Aluminio, aleaciones de cobre y piezas recubiertas responden a masa, mecanizado, rigidez y contacto. Identifique la aleación de latón en lugar de asignar un único porcentaje de cobre a todos los productos.
La cerámica cambia con pureza y composición; no toda alúmina tiene Dk 9,8. Evalúe resistencias térmicas a través de sustrato, resistencias, adhesivo y caja.
Rogers publica como conductividades térmicas representativas, bajo su prueba a 50 °C, 0,71 W/(m·K) para RO4003C y 0,20 W/(m·K) para 5880. Df bajo no determina por sí solo mejor evacuación térmica, y esos valores no son la subida de temperatura del conjunto.
Qué revisar tras una sustitución
Cambiar espesor, Dk, anchura o separación puede alterar tanto acoplamiento como diferencia de fase de modos par e impar. Reevalúe reflexión, transmisión, acoplamiento, aislamiento y directividad en toda la banda.
Una pérdida de 1 dB corresponde a transmitir aproximadamente 79,4% de potencia en las condiciones pertinentes. No equivale a afirmar que cualquier rendimiento del sistema baja siempre un 20%.
Información de selección
- Estructura, banda, puertos y acoplamiento.
- Material, espesor, tolerancias y Dk utilizado.
- Conductor, superficie y uniones.
- Potencia media y pico, refrigeración y temperatura.
- Ensayos, calibración y aceptación.
Fuentes: RO4003C, RT/duroid 5880 y principios de acopladores direccionales. El nombre de un material no garantiza toda una banda ni un precio relativo fijo.
