Valet av material för kundanpassade högfrekvenskort kan inte enbart baseras på Dk. Kärnan är att Dk endast bestämmer hastigheten och impedansnoggrannheten för signalöverföring, medan Df direkt bestämmer bibehållandet av signalenergi och systemets tillförlitlighet i högfrekventa scenarier. Båda är oumbärliga och att enbart fokusera på Dk kan direkt leda till okontrollerad dämpning av högfrekventa signaler och fel på systemets prestanda.
Den centrala arbetsfördelningen mellan de två är helt olika
Dk (dielektrisk konstant): Ekvivalent med "motorvägens" planhet för signalöverföring, bestämmer den hastigheten för signalutbredning, impedansmatchningsnoggrannhet och kärnlösningen på problemet med "snabb signal som går och ingen reflektion".
Df (dielektrisk förlustfaktor): Den motsvarar "bränsleförbrukningen" i signalöverföringsprocessen, bestämmer andelen signalenergi som omvandlas till värmeenergiförlust och löser problemet med "signalen går långt utan dämpning".
Effekten av Df i högfrekventa scenarier kommer att förstärkas exponentiellt
Insättningsförlusten är proportionell mot frekvensen multiplicerad med Df, och ju högre frekvensen är, desto mer dödlig är förlustskillnaden orsakad av den lilla skillnaden i Df
På frekvensbandet 10GHz kan överföringsledningsförlusten per centimeter på ett vanligt FR-4-kort nå över 1dB, medan förlusten för Rogers RO4350B (Df=0.0037) bara är 1/5 av FR-4.
I scenariot med 77GHz fordonsmonterad millimetervågsradar, om Df=0.005-material missbrukas, kommer den ackumulerade förlusten av 10 cm-överföringsledningen direkt att orsaka att signalstyrkan vid mottagaren blir lägre än känslighetströskeln, vilket resulterar i att radarn blir "blind".
I scenariot med en 224 Gbps ultrahöghastighets AI-server överstiger signalenergidämpningen för vanliga kort med hög Df 30 % och datafelfrekvensen är större än 5 %, vilket helt misslyckas med att uppfylla de exakta överföringskraven för datorkraft.
Titta bara på typiska felscenarier för Dk-materialval
Impedansmatchningen är helt upp till standarden, men energiförlusten för signalen efter att ha passerat en 10 centimeters transmissionslinje överstiger 40 %, och kommunikationsavståndet minskas direkt med hälften.
I millimetervågfasradar är Dk-stabiliteten kvalificerad men Df är för hög, och förstärkningsavvikelsen för varje kanalsignal överstiger ± 2dB, vilket resulterar i fullständig förlust av strålformningsnoggrannhet.
Under långvarig drift med hög temperatur omvandlar hög-Df-kort kontinuerligt elektrisk energi till termisk energi, vilket orsakar lokal överhettning av PCB och accelererar delaminering av kopparfolie och åldrande, vilket resulterar i en betydande minskning av produktens livslängd.
Prioriterad logik för materialval i högfrekventa scenarier
Urvalsprincipen för industristandard är att först låsa Df-nivån enligt driftsfrekvensen och sedan kontrollera impedansnoggrannheten med Dk-tolerans:
Scenarier under 3GHz: Df Mindre än eller lika med 0,01 kan uppfylla de grundläggande kraven och sedan matcha motsvarande Dk-värde för att styra impedansen.
10~30GHz millimetervågscenario: Df måste vara mindre än eller lika med 0,003, medan Dk-toleransen kontrolleras inom ± 0,05.
77GHz fordonsmonterad radar och satellitkommunikationsscenarier: Df måste vara mindre än eller lika med 0,0015, och Dk-toleransen måste skärpas till inom ± 0,02 för att uppfylla kraven på både låga förluster och faskonsistens.