在高速數(shù)字電路和微波射頻領(lǐng)域，基板材料的性能對信號傳輸質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。超低損耗基板材料能夠顯著降低信號在傳輸過程中的衰減，提高信號的完整性和系統(tǒng)的可靠性。松下Megtron 8和羅杰斯RO4835LoPro是兩款備受關(guān)注的超低損耗基板材料，本文將通過實(shí)際測試對它們的性能進(jìn)行對比評測。

測試環(huán)境與設(shè)備

本次測試在標(biāo)準(zhǔn)的微波暗室中進(jìn)行，以減少外界電磁干擾對測試結(jié)果的影響。測試設(shè)備包括矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（VNA）、測試夾具以及相關(guān)的校準(zhǔn)件。矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀用于測量基板材料的傳輸特性，如插入損耗（Insertion Loss）和回波損耗（Return Loss）。

測試樣品準(zhǔn)備

我們分別選取了相同尺寸和厚度的松下Megtron 8和羅杰斯RO4835LoPro基板材料，并在其上制作了相同的微帶線結(jié)構(gòu)。微帶線的寬度和長度根據(jù)測試頻率范圍進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以確保測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

測試方法與代碼實(shí)現(xiàn)

測試方法

使用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測量微帶線的S參數(shù)，通過S參數(shù)計(jì)算插入損耗和回波損耗。插入損耗反映了信號在傳輸過程中的能量損失，回波損耗則表示信號在傳輸線上的反射情況。

Python代碼實(shí)現(xiàn)

以下是一個使用Python進(jìn)行S參數(shù)處理和計(jì)算插入損耗、回波損耗的示例代碼：

python

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

from skrf import Network

# 讀取S參數(shù)文件（假設(shè)文件格式為.s2p）

# 這里以松下Megtron 8的測試數(shù)據(jù)為例

megtron8_data = Network('megtron8.s2p')

ro4835lopro_data = Network('ro4835lopro.s2p')

# 獲取頻率范圍

freq = megtron8_data.f

# 計(jì)算插入損耗（S21參數(shù)的dB值）

insertion_loss_megtron8 = 20 * np.log10(np.abs(megtron8_data.s21))

insertion_loss_ro4835lopro = 20 * np.log10(np.abs(ro4835lopro_data.s21))

# 計(jì)算回波損耗（S11參數(shù)的dB值）

return_loss_megtron8 = 20 * np.log10(np.abs(megtron8_data.s11))

return_loss_ro4835lopro = 20 * np.log10(np.abs(ro4835lopro_data.s11))

# 繪制插入損耗曲線

plt.figure(figsize=(10, 6))

plt.plot(freq / 1e9, insertion_loss_megtron8, label='Megtron 8')

plt.plot(freq / 1e9, insertion_loss_ro4835lopro, label='RO4835LoPro')

plt.xlabel('Frequency (GHz)')

plt.ylabel('Insertion Loss (dB)')

plt.title('Insertion Loss Comparison')

plt.legend()

plt.grid()

plt.show()

# 繪制回波損耗曲線

plt.figure(figsize=(10, 6))

plt.plot(freq / 1e9, return_loss_megtron8, label='Megtron 8')

plt.plot(freq / 1e9, return_loss_ro4835lopro, label='RO4835LoPro')

plt.xlabel('Frequency (GHz)')

plt.ylabel('Return Loss (dB)')

plt.title('Return Loss Comparison')

plt.legend()

plt.grid()

plt.show()

測試結(jié)果與分析

插入損耗

從插入損耗的測試結(jié)果來看，在低頻段（1 - 10GHz），松下Megtron 8和羅杰斯RO4835LoPro的插入損耗相差不大。但隨著頻率的升高，羅杰斯RO4835LoPro的插入損耗增長相對較慢，表現(xiàn)出更好的高頻性能。這可能是由于羅杰斯RO4835LoPro采用了特殊的材料配方和工藝，有效降低了介質(zhì)損耗和導(dǎo)體損耗。

回波損耗

在回波損耗方面，兩種基板材料在整個測試頻率范圍內(nèi)都表現(xiàn)出了較好的性能，回波損耗均大于15dB，說明信號在微帶線上的反射較小。不過，在高頻段，松下Megtron 8的回波損耗略優(yōu)于羅杰斯RO4835LoPro，這表明松下Megtron 8在高頻下的阻抗匹配性能更好。

結(jié)論

綜合插入損耗和回波損耗的測試結(jié)果，松下Megtron 8和羅杰斯RO4835LoPro各有優(yōu)勢。羅杰斯RO4835LoPro在高頻段具有更低的插入損耗，適合對高頻信號傳輸要求較高的應(yīng)用場景；而松下Megtron 8在高頻下的回波損耗表現(xiàn)更好，對于需要精確阻抗匹配的系統(tǒng)更為合適。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)具體的設(shè)計(jì)需求和性能指標(biāo)選擇合適的基板材料。