בתחום המדע והטכנולוגיה האלקטרוני המתפתח במהירות של ימינו, החל מהפריסה הנרחבת של תחנות בסיס 5G ועד למכ"ם המדויק של רכב אוטונומי, ממערכות תקשורת לווייניות ועד לציוד הדמיה רפואי-מתקדם, יותר ויותר יישומי טכנולוגיה פורצים ללא הרף את גבולות התדר. בהקשר זה,תדר גבוהלוח מעגלים מודפס אינו עוד מונח מקצועי המשמש מהנדסים, אלא הפך למרכיב מרכזי שקובע את הצלחת הביצועים או הכישלון של מכשירים אלקטרוניים-מתקדמים. זה כמו גשר בלתי נראה, הנושא שידור מדויק של אותות- בתדר גבוה, הקשור ישירות ליציבות, למהירות ולאמינות של המערכת כולה.
1, מהו לוח מעגלים בתדר גבוה-? למה זה כל כך מיוחד?
במילים פשוטות, לוח מעגלים בתדר גבוה- מתייחס ללוח מעגלים מודפס שתוכנן במיוחד להעברת אותות- בתדר גבוה (בדרך כלל מעל 1GHz). יש לו הבדלים מהותיים מהמעגלים המודפסים המסורתיים FR-4. הייחודיות שלו נובעת ממצע הליבה שלו - בתדר גבוה
כאשר תדר האות מטפס לרמת ה-GHz, החסרונות של מצעים מסורתיים נחשפים. חוסר היציבות של הקבוע הדיאלקטרי (Dk) יכול להוביל לשינויים במהירות התפשטות האות ולגרום לשגיאות עיכוב; אם ההפסד הדיאלקטרי (Df) גבוה מדי, הוא יומר לאנרגיה תרמית, מה שיגרום לירידה חדה בעוצמת האות, הידוע בכינויים "עיוות אות" ו"בזבוז אנרגיה".
לכן, לוחות מעגלים בתדר גבוה משתמשים בדרך כלל בחומרים מיוחדים כגון פולי-טטראפלואוראתילן (PTFE/טפלון), שרפי פחמימנים מלאים בקרמיקה, פולימרים גבישים נוזליים (LCP) וכו'. לחומרים אלו יש ערכי Dk יציבים ונמוכים, ערכי Df נמוכים במיוחד, כמו גם עמידות בחום ויציבות כימית מצוינת.
2, ביצועים מעולים, מעצים יישומי טכנולוגיה-מתקדמים
המאפיינים המצוינים של לוחות-תדרים גבוהים הופכים אותם לבסיס הכרחי עבור תחומים טכנולוגיים-מתקדמים רבים:
רשת תקשורת 5G: מאפייני המהירות הגבוהה וההשהייה הנמוכה של 5G מחייבים מעגלים מודפסים בתחנות בסיס והתקני מסוף כדי להיות מסוגלים להתמודד עם אותות פס תדר גל מילימטר. מאפייני האובדן הנמוכים ביותר של לוח התדרים הגבוהים- ממזערים את הנחתת האות, ומבטיחים את היעילות והיציבות של העברת הנתונים.
מכ"ם רכב ו-ADAS: מכ"ם גל מילימטר (77GHz) במערכות סיוע אוטונומיות לנהיגה מסתמך על לוחות-תדר גבוה כדי לזהות במדויק מרחק, מהירות וזווית, והביצועים שלו קשורים ישירות לבטיחות הנהיגה. יציבות החומר מבטיחה את פעולתו האמינה של המכ"ם בסביבות קשות שונות.
תעופה וחלל והגנה: מערכות מכ"ם, תקשורת לוויינית, ציוד לוחמה אלקטרוני וכו', כולם דורשים עיבוד אותות- בתדר גבוה בסביבות קיצוניות. האמינות הגבוהה, ההתנגדות לטמפרטורה גבוהה ויכולת האנטי-להפרעות של לוח התדרים הגבוה- עומדים בדרישות המחמירות הללו.
ציוד רפואי מתקדם: כגון מכונות הדמיה בתהודה מגנטית MRI, ציוד לטיפול בתדר רדיו וכו', דורש אותות תדר רדיו מדויקים ביותר כדי לשלוט בהדמיה ובטיפול, ומעגלי-תדר גבוה הם אבן היסוד להבטחת דיוקם.
