CN111474413A - 高频材料的电性能评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高频材料的电性能评价方法，包括：获取待评价高频材料的待测长度；将所述待评价高频材料制作成特性阻抗一致且长度值呈等差数列的微带线样品，所述微带线样品的公差为所述待测长度；对所述微带线样品进行插入损耗测试，得到插入损耗值；计算相邻两个微带线样品的插入损耗值的差值，然后计算所述差值的平均值，得到所述待评价高频材料在待测长度的插入损耗。将待评价高频材料制作成特性阻抗一致且长度值呈等差数列的微带线样品，然后测试微带线样品的插入损耗值，就可以计算得到待评价高频材料在待测长度的插入损耗，可以避免测量误差，且可以更加准确、全面地评估高频材料的电性能。
Description
技术领域
本发明涉及高频材料技术领域，尤其涉及一种高频材料的电性能评价方法。
背景技术
5G无线通信技术能够为用户提供高效率的通信服务，相比于4G技术，5G无线通信技术的传递速度可以达到4G技术的10倍以上，这说明5G无线通信技术的传输速率高。在实际的运用中，5G无线通信技术的波段在28GHz情况下，传输速度能够达到1Gbps，而4G技术只能达到75Mbps，且5G无线通信技术的非对称数据传输能力高于2Mb/s，这些数据表明5G无线通信技术的传输速率更高。
2019年6月6日，工信部向中国电信、中国移动、中国联通、中国广电发放5G商用牌照，我国正式进入5G商用元年，5G大规模商用将开启。智能手机作为5G的关键场景之一，5G的驱动无疑为智能手机天线的发展和革新带来了机会。随着1G、2G、3G、4G的发展，手机通信使用的无线电波频率逐渐提高。目前主流的4G LTE技术属于特高频和超高频的范畴，即频率在0.3～30GHz。5G的频率最高，分为6GHz以下和24GHz以上两种。现在正在进行的5G技术试验主要在28GHz进行。由于电磁波具有频率越高，波长越短，越容易在传播介质中衰减的特点，频率越高，要求天线材料的损耗越小。
随着天线技术的升级，天线材料变得越来越多样。最早的天线由铜和合金等金属制成，后来随着FPC工艺的出现，4G时代的天线制造材料开始采用PI膜(聚酰亚胺)FCCL。但PI在10GHz以上损耗明显，无法满足5G终端的需求，凭借介质损耗与导体损耗更小，MPI(改良的低Dk,Df的PI)和LCP(Liquid Crystal Polymer，液晶聚合物)高性能柔性覆铜板逐渐得到应用。
高性能柔性覆铜板的高频特性分别由介质(MPI或LCP)和导体(铜箔)两部分材料组成，即为传输损耗＝介电损耗+导体损耗。
介电损耗的计算公式为：
其中：K是常数，c表示光速，Dk表示介电常数，Df表示介电损耗角正切。由此可以看出，Df越小则介电损耗越小。
高频电路中存在着“表皮效应”，即随着信号传输频率的增高，电路中的电流几乎都集中在线路的表面流动。而导体铜箔的表面粗糙度会使信号传输距离变长，造成信号传输延迟、衰减、变形和失真等问题。高频用铜箔之特性需求即是低粗超度的需求。表皮效应在导体铜箔表面传播的厚度(反应导体损耗)的计算公式为：
其中F表示频率GHz。由此可以看出，频率F值越大，表皮效应厚度越小，即要求的铜箔粗超度值越小。
现有技术评估高频材料电性能的方法是用分离介质谐振腔(SPDR，Split PostDielectric Resonators)法测量介质的Dk，Df值和测量导体铜箔的粗超度值。但用SPDR法测量介质的Dk，Df值重复性不好。且当测得在10GHz下，一样品的Dk值为3.0，Df值为0.002，导体铜箔的粗超度值为1.1μm，另一样品的Dk值为2.8，Df值为0.003，导体铜箔的粗超度值为0.9μm时，就不能直接地通过加减法来评估这两种样品的综合高频特性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种高频材料的电性能评价方法，可以更加准确、全面地评价高频材料的电性能。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种高频材料的电性能评价方法，包括：
获取待评价高频材料的待测长度；
将所述待评价高频材料制作成特性阻抗一致且长度值呈等差数列的微带线样品，所述微带线样品的公差为所述待测长度；
对所述微带线样品进行插入损耗测试，得到插入损耗值；
计算相邻两个微带线样品的插入损耗值的差值，然后计算所述差值的平均值，得到所述待评价高频材料在待测长度的插入损耗。
本发明的有益效果在于：将待评价高频材料制作成特性阻抗一致且长度值呈等差数列的微带线样品，然后测试微带线样品的插入损耗值，就可以计算得到待评价高频材料在待测长度的插入损耗，可以避免测量误差，且可以更加准确、全面地评估高频材料的电性能。
附图说明
图1为本发明实施例一的高频材料的电性能评价方法的流程图。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
本发明最关键的构思在于：将待评价高频材料制作成特性阻抗一致且长度值呈等差数列的微带线样品，然后测试微带线样品的插入损耗值，就可以计算得到待评价高频材料在待测长度的插入损耗，可以更加准确、全面地评价高频材料的电性能。
请参照图1，一种高频材料的电性能评价方法，包括：
获取待评价高频材料的待测长度；
将所述待评价高频材料制作成特性阻抗一致且长度值呈等差数列的微带线样品，所述微带线样品的公差为所述待测长度；
对所述微带线样品进行插入损耗测试，得到插入损耗值；
计算相邻两个微带线样品的插入损耗值的差值，然后计算所述差值的平均值，得到所述待评价高频材料在待测长度的插入损耗。
从上述描述可知，本发明的有益效果在于：将待评价高频材料制作成特性阻抗一致且长度值呈等差数列的微带线样品，然后测试微带线样品的插入损耗值，就可以计算得到待评价高频材料在待测长度的插入损耗，可以避免测量误差，且可以更加准确、全面地评估高频材料的电性能。即便高频材料经过微蚀和蚀刻等工艺后，仍可以全面评估出高频材料的电性能，且可用于比较不同种类的高频材料的电性能。
进一步的，采用网络分析仪对所述微带线样品进行插入损耗测试。
进一步的，采用Polar软件设计所述微带线样品。
实施例一
请参照图1，本发明的实施例一为一种高频材料的电性能评价方法，包括如下步骤：
S1、获取待评价高频材料的待测长度。
S2、将所述待评价高频材料制作成特性阻抗一致且长度值呈等差数列的微带线样品，所述微带线样品的公差为所述待测长度。
本实施例中，在步骤S2之前先采用Polar软件设计所述微带线样品，微带线样品的数目可以根据需要进行设计，但是最少应设计三个。
S3、对所述微带线样品进行插入损耗测试，得到插入损耗值。
本实施例中，采用网络分析仪对所述微带线样品进行插入损耗测试。
S4、计算相邻两个微带线样品的插入损耗值的差值，然后计算所述差值的平均值，得到所述待评价高频材料在待测长度的插入损耗。
实施例二
本发明的实施例二为实施例一的一具体应用场景：
假设需要评价高频材料A与高频材料B的电性能，其中高频材料A为液晶高分子扰性覆铜板，在10GHz下Dk值为3.0，Df值为0.002，铜箔粗超度为1.1μm；高频材料B为改性聚酰亚胺扰性覆铜板，在10GHz下，Dk值为2.8，Df值为0.003，铜箔粗超度为0.9μm。从高频材料A和高频材料B的Dk值、Df值以及粗糙度很难判断出在10GHz下哪种材料的电性能更加优异。
首先采用Polar软件仿真出高频材料A制作成特性阻抗为100Ω的微带线设计，其线宽为95μm，线距为70μm。然后采用FPC制作工序制造出长度分别为2cm、6cm和10cm的微带线样品。采用网络分析仪测试所述微带线样品的插入损耗值(dB/10GHz)，其测量结果依次为：-0.84、-2.52、-4.24。相邻两个微带线样品的差值依次为：-1.68、-1.72。其平均值为-1.70，即为4cm长的高频材料A的微带线样品的插入损耗。
同理，采用Polar软件仿真出高频材料B制作成特性阻抗为100Ω的微带线设计，其线宽为100μm，线距为70μm。然后采用FPC制作工序制造出长度分别为2cm、6cm和10cm的微带线样品。采用网络分析仪测试所述微带线样品的插入损耗值(dB/10GHz)，其测量结果依次为：-0.75、-2.23、-3.74。相邻两个微带线样品的差值依次为：-1.48、-1.51。其平均值为-1.495，即为4cm长的高频材料B的微带线样品的插入损耗。
由此可见，在10GHz下高频材料B的电性能好于高频材料A。
综上所述，本发明提供的一种高频材料的电性能评价方法，可以有效避免测量误差，且可以更加准确、全面地评估高频材料的电性能。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (3)
1.一种高频材料的电性能评价方法，其特征在于，包括：
获取待评价高频材料的待测长度；
将所述待评价高频材料制作成特性阻抗一致且长度值呈等差数列的微带线样品，所述微带线样品的公差为所述待测长度；
对所述微带线样品进行插入损耗测试，得到插入损耗值；
计算相邻两个微带线样品的插入损耗值的差值，然后计算所述差值的平均值，得到所述待评价高频材料在待测长度的插入损耗。
2.根据权利要求1所述的高频材料的电性能评价方法，其特征在于，采用网络分析仪对所述微带线样品进行插入损耗测试。
3.根据权利要求1所述的高频材料的电性能评价方法，其特征在于，采用Polar软件设计所述微带线样品。
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