Le tableau ci-dessous résume les
caractéristiques principales des substrats les plus courants. Il en
ressort que les plus couramment utilisés sont:
- Le FR4 1.5 mm jusqu'à 6 GHz
- Le FR4 0.8 mm jusqu'à 10 GHz (filtre non
imprimés)
- Le RO4003 0.8 mm jusqu'à 10 GHz (filtres
imprimés)
- Le RT5780 0.25mm jusqu'à 24 GHz
(adapté en
2014)
|
Nom |
Matériau |
Epaiss.
(mm) |
Fmax
(GHz) |
Constante diélectrique |
Facteur de perte |
Larg piste
50 Ω
(mm) |
Fournisseur |
Exemples, remarques |
|
FR4 |
époxy |
1.5 |
5.7GHz |
4.6
3.9/2GHz |
0.84 |
2.8 |
Reichelt
(DL)
Distrelec (HB) |
1) OK -> 5.7 GHz
5.7 GHz Conv de DF9CR (AGAF No123) |
|
FR4 |
époxy |
0.8 |
10GHz |
4.7 |
0.0197 |
1.5 |
CIF
(F)
Radiospares
100x160
= 6.11 € |
2) OK -> 10 GHz low Q
Utilisé par F6BVA (10 GHz = pertes
mais utilisable). Trcv 5.6 GHz de F1OPA.
Trcv 1.3 à 10 GHz de S53MV (Dubus 3/97).
Perte=0.2dB/cm à 5.7GHz (3 x perte du verre-téflon et 10 x câble
semi-rigide).
High Q impossible > 2GHz mais low Q OK.
Multiplicateur 10 GHz de F6BVA (4/2001)
Er=4.6 H=0.8 T=0.018 RHO=0.844
TAND=0.02
Er: Permittivité relative / H: Epaisseur du PCB (jusqu'à la
couche de masse!) / T: Thickness (épaisseur du cuivre) / RHO: Conductivité
relative à l'Or / TAND: Tangente delta (angle de perte) / Dimensions de H
et T en mm (de HB9VJV) |
|
RO4003 |
Tissus verre |
0.81 |
10GHz |
3.4
+/-0,04 |
0.0020 |
. |
Eisch (DL)
No 1006003
0,15 €/cm²
non photos. |
3) OK -> 10 GHz
high Q
Trcv 5.7 et 10GHz, préampli 2400 de DB6NT. Plus de pertes que le 5880
selon lui.
Trcv 10 GHz de I2SG. |
| FR4 |
époxy |
0.4 |
10GHz |
4.7 |
0.0197 |
. |
CIF
(F) |
Utilisé par F6BVA
(10 GHz: pertes mais utilisable) |
| Ultralam 2000 |
Tissus verre
téflon |
0.79 |
. |
2.5
+/-0,02 |
0.0019 |
. |
Eisch
(D L)
No 1006001
0,15 €/cm²
non photos. |
. |
RT/Duroid
5870 |
Micro fibre de
verre |
0.79 |
. |
2.33 |
0.0012 |
. |
Eisch (DL)
No 1006002
0,20 €/cm²
non photos.
Barend (NL) |
PA 20W 10 GHz de
DJ9BV.
Multiplicateur 10 GHz de F6BVA (7/2000). |
RT/Duroid
5880 |
Micro fibre de
verre |
1.58 |
. |
2.20 |
0.0009 |
. |
Barend (NL) |
Faibles pertes à
10 GHz (meilleur que RO4003) selon DB6NT. |
RT/Duroid
5890 |
Micro fibre de
verre |
0.635 |
|
|
|
|
|
Trcv 5.7 GHz de
I2SG. |
RT
5780 |
|
0.25 |
24GHz |
|
|
|
|
Préampli et Trcv 24 GHz de CT1DMK. |
RT/Duroid
5880 |
Micro fibre de verre |
0.254 |
24GHz |
|
|
|
|
Préampli 24 GHz de F6BVA/F6DER
(RadioRef No 740 de jan 2002) |
Michel F6BVA:
il est certain que concevoir un filtre sur 10 GHz sur de l'époxy est
loin d'être la solution idéale (c'est le moins que l'on puisse dire!)
mais les simulations le montrent très bien, il n'y a pas réellement de
grosses surprises. Pour ma part l'époxy que j'utilise est du 0.4mm ou
du 0.8mm de France C.I. (commercialisé par R.S ) Le fabricant m'a
donné un Er de 4,7 et une tangente Delta de 0,0197, ce sont les
chiffres que j'utilise dans les simulations et encore une fois les
résultats sont très cohérents avec les calculs. Il est absolument
certain que si vous souhaiter réaliser un filtre de 200 MHz de large à
10 GHz avec moins de 2 dB de perte, il faudra passer par du téflon,
mais quand on n'a que des lignes de transmission, quelques chokes et
quelques découplages à réaliser en micro-strip, l'époxy marche encore
très bien sur 10 GHz, il est très facile à approvisionner et nettement
moins cher que le téflon, il serai bien dommage que la communauté
radio amateur s'en prive complètement.
Dominique F6DRO:
Er très variable va de 4.25 (mesuré) à pratiquement 5. Pour
la conductibilité, elle est généralement exprimée sous forme relative,
c'est à dire par rapport à celle de l'argent (logiciels HP ou EESOF),
on rentre donc le chiffre de 0.84. D'expérience, les pertes par
rayonnement sont plus importantes que les pertes par conduction ce qui
fait que les simulations qui n'en tiennent pas compte sont
généralement dans les choux (pertes d'insertion de filtres microstrip
par exemple). On peut s'en tirer en rentrant un chiffre de
conductibilité beaucoup plus faible que la réalité. Autre pb de l'époxy, l'épaisseur du substrat n'est pas garantie, ce
qui peut avoir une influence importante sur les résultats.
S53MV:
Les perte, avec du FR4, dépendent peu du diélectrique mais surtout de
la jonction époxy-cuivre ("rugosité" ?). Il a utilisé du FR4/0.8mm
jusqu'à 10 GHz.
Yves HB9VJV:
L'épaisseur du substrat est à choisir de façon à minimiser la longueur
de la self constituée par le via des points de masse des MMIC (fils ou
rivets de liaison entre les deux couches du C-I situés aux 2 points de
masse des MMIC). Plus le substrat est épais, plus cette self est
élevée.
Michel Vonlanthen
HB9AFO
et de nombreux participants à la liste Hyper (tous ne sont pas cités)
Février 2002 (adapté en 2014)
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