Độ chính xác sản xuất của đường truyền bảng RF đòi hỏi độ chính xác cực cao. Lý do cốt lõi là trong các kịch bản RF, các đường truyền PCB đã phát triển từ các "đầu nối điện" thông thường thành các thành phần tham số phân tán lõi quyết định trực tiếp hiệu suất của mạch. Độ lệch kích thước quy mô vi mô được khuếch đại bởi các hiệu ứng tần số cao, dẫn đến suy giảm hiệu suất đáng kể.
Ở tần số cao, bước sóng có độ lớn bằng kích thước dây
Tần số của tín hiệu RF càng cao thì bước sóng càng ngắn. Khi chiều dài dây vượt quá λ/16, nó phải được coi là đường truyền và không thể được coi là dây thông thường nữa.
Trong kịch bản radar sóng milimet gắn trên xe 77GHz, bước sóng tín hiệu trong bảng FR-4 chỉ là 2,1 mm và ngưỡng λ/16 chỉ là 0,13 mm. Bất kỳ hình học nối dây nào đều tham gia trực tiếp vào hoạt động điện của mạch.
Tại thời điểm này, ngay cả một vài micromet độ lệch độ rộng đường truyền cũng có thể trực tiếp thay đổi độ dài điện của đường truyền, gây ra sự dịch pha và trực tiếp dẫn đến độ lệch hướng chùm tia trong các hệ thống như mảng pha và radar đòi hỏi tính nhất quán pha cực cao.
Dung sai độ chính xác của kết hợp trở kháng là cực kỳ hẹp
Trở kháng tiêu chuẩn công nghiệp 50 Ω là "hợp đồng hiệu suất" của hệ thống RF và ngay cả những sai lệch trở kháng nhỏ cũng có thể gây ra phản xạ tín hiệu nghiêm trọng.
Lấy đường microstrip 50 Ω của bo mạch FR4 làm ví dụ, cứ mỗi thay đổi ± 10 μ m về độ rộng đường truyền, trở kháng sẽ sai lệch ± 2 Ω, trực tiếp dẫn đến suy hao phản hồi suy giảm.
Nếu độ lệch trở kháng vượt quá ± 10%, tổn thất phản hồi sẽ giảm xuống dưới 26dB và tỷ lệ công suất phản xạ sẽ tăng lên 0,23%, tiêu tốn trực tiếp ngân sách liên kết, dẫn đến hệ số nhiễu ở đầu thu bị suy giảm và bộ khuếch đại không thể bù cho những tổn thất đó.
Mất đi dưới tác dụng của da cực kỳ nhạy cảm với kích thước
Sau khi tần số vượt quá 1GHz, dòng tín hiệu không còn chạy đồng đều qua mặt cắt ngang của dây dẫn mà tập trung thành một lớp mỏng trên cấp độ micromet của bề mặt dây dẫn.
Độ sâu da của tín hiệu 2,4GHz trong dây dẫn đồng chỉ là 1,3 μm và ở 77GHz, độ sâu da nhỏ hơn 0,4 μm. Những thay đổi nhỏ về độ lệch độ rộng đường dây, độ nhám của lá đồng và sự ăn mòn mặt ăn mòn có thể làm tăng đáng kể chiều dài đường dẫn dòng điện thực tế của dây dẫn, gây thêm tổn thất chèn tần số cao.
Trong các kịch bản sóng milimet, chênh lệch tổn thất 0,07dB/cm ảnh hưởng trực tiếp đến phạm vi phát hiện của radar, đòi hỏi độ nhám cạnh của đường truyền phải được kiểm soát trong phạm vi 0,5 μm, điều này không thể đáp ứng được bằng các quy trình PCB thông thường.
Kiểm soát chính xác nhiễu xuyên âm và bức xạ điện từ
Cường độ ghép trường điện từ giữa các đường dây liền kề ở tần số cao có liên quan trực tiếp đến tỷ lệ giữa khoảng cách đường dây và khoảng cách mặt đất trở lại. Ngay cả những sai lệch khoảng cách nhỏ cũng có thể khiến nhiễu xuyên âm vượt quá mong đợi của thiết kế.
"Quy tắc 3W" thường được sử dụng trong ngành RF yêu cầu khoảng cách giữa các dòng ít nhất phải gấp ba lần chiều rộng của dòng. Chỉ bằng cách nén dung sai khoảng cách dòng xuống trong khoảng ± 0,5 triệu thì kết quả mô phỏng mới có thể hoàn toàn khớp với hiệu suất thực tế và tránh nhiễu xuyên âm tín hiệu giữa các kênh lân cận.
Các khuyết tật hình học nhỏ như các góc nhọn 90 độ và các răng cưa ở cạnh trong hệ thống dây điện có thể tương đương với việc các ăng-ten nhỏ tỏa năng lượng ra bên ngoài ở tần số cao, gây rò rỉ tín hiệu và gây thêm nhiễu điện từ, điều này phải tránh hoàn toàn thông qua các quy trình khắc có độ chính xác cao.