Er von FR4 auf 5.8GHz?

[Andreas F. (bazo)]

Hallo,

in diversen Publikationen findet man auf für 5.8GHz noch FR4 statt dem 
deutlich teureren Teflon- oder Keramiksubstrat.

Das FR4 in dem Bereich nicht mehr optimal ist und Verluste hat, ist mir 
klar, das man auch dann nicht mehr 1.5mm Substrat, sondern 0.8mm oder 
0.5mm nehmen soll auch.

Wozu ich aber so gut wie keine Angabe gefunden habe, wie hoch dann noch 
das Er von FR4 in dem Frequenzbereich ist.
Gunthard Kraus schreibt in einem Beitrag in den UKW-Berichten, dass das 
Er abnimmt und bei 2 GHz nur noch 3.9 beträgt, in einem anderen Beitrag 
in den UKW-Berichten wird mit 4.8 für ein 6cm Antenne gerechnet. Bei 
Bungard habe ich auch keine entsprechenden Angaben gefunden.

Hat hier jemand Erfahrungswerte, was man dort als Er ansetzen muss?

[Stefan M. (derwisch)]

Datenblatt des FR4 Materials anschauen.
Je nach Hersteller, ja sogar je nach Produktionscharge kann das 
unterschiedlich sein.

Evtl. findet man für 5,8 GHz keine Angaben mehr, da hilft nur messen...

[Martin W. (martin_s86)]

Andreas S.

Falls du jemals verlässliche Infos darüber bekommst welches eps_r FR4 
bei Frequenzen überhalb von 1MHz annimmt... teile sie bitte hier in 
großen Bamborium(?) mit.

Ich habe bisher eine Quelle gefunden. Dort vergleicht ein, hier 
unerwähnt bleibender, Substrathersteller sein(!) FR4 mit einem seiner 
HF-Materialien.

Dennoch bleibt die FR4 Geschichte ein riesen Mysterium.

Fakt ist: Es wissen alle, dass FR4 nicht gut für HF ist. Es benutzt 
jeder FR4, weil es billig ist. Viele fragen sich ob es sich lohnt 3 bis 
4 mal höhere Preise für Prototypen zu bezahlen, wenn dann immer noch 
keine Garantie besteht, dass die Baugruppe funktioniert....

[Karl (Gast)]

Also ich hab in einem Versuch 7,5GHz über eine FR4 Platine bekommen. War 
jedoch nicht viel (SMC Buchsen und ein Buffer IC). Allerdings muss ich 
auch zustimmen es kann funktionieren muss aber nicht.

[bazo (Gast)]

Martin S. schrieb:
> Andreas S.
>
> Falls du jemals verlässliche Infos darüber bekommst welches eps_r FR4
> bei Frequenzen überhalb von 1MHz annimmt... teile sie bitte hier in
> großen Bamborium(?) mit.

Naja, ganz praxisnah und reall ausgetestet:
1700MHz Er=4.3; Quelle Artikel Design und Realisierung von 
Mirkowellenschaltung, Gunthard Kraus, UKW Berichte 2/96. Aus den 
Messkurven in der Artikelreihe kann man den Rückkschluss ziehen, das der 
Ansatz bis ca. 3Ghz halbwegs reproduzierbare Ergebnisse liefert.

Ansonsten gibt es genug Schaltungen bis 2.5GHz speziell aus dem 
Amateurfunkbereich, die mit FR4 funktionieren, von daher würde ich da 
einfach den entsprechenden Wert benutzen.

> Ich habe bisher eine Quelle gefunden. Dort vergleicht ein, hier
> unerwähnt bleibender, Substrathersteller sein(!) FR4 mit einem seiner
> HF-Materialien.

Kannst du diese der Allgemeinheit zur Verfügung stellen?

> Dennoch bleibt die FR4 Geschichte ein riesen Mysterium.
>
> Fakt ist: Es wissen alle, dass FR4 nicht gut für HF ist. Es benutzt
> jeder FR4, weil es billig ist. Viele fragen sich ob es sich lohnt 3 bis
> 4 mal höhere Preise für Prototypen zu bezahlen, wenn dann immer noch
> keine Garantie besteht, dass die Baugruppe funktioniert....

Im kommerziellen Bereich ist die Fragestellung durchaus berechigt, ich 
mache das nur zu Spass und kenne keinen Lieferanten, der mir in ein 
Einzelstück zu einem "Hobbypreis" auf entsprechend hochwertigen Material 
ätzt.

[wosnet (Gast)]

Ich habe auch schon einige LNBs für Satellitenfernsehempfang 
auseinandergenommen, dort war auch nie Rogers o.ä. verbaut, es sah immer 
aus wie FR4, also scheint es auch bei um die 10 GHz noch zu 
funktionieren.

Aus eigener Messung kann ich beitragen, daß eine Koplanarleitung mit 50 
Ohm Wellenwiderstand und 10cm Länge auf 0.5mm FR4 bei 6 GHz (inklusive 
2x SMA End Launch Steckverbinder) einen Reflexionsfaktor von -10dB sowie 
eine Dämpfung von ca. 1-2dB aufweist. Das habe ich über mehrere PCB-Runs 
auch bei verschiedenen Herstellern geprüft.

[Bazo (Gast)]

Irgendwo vergraben lag noch ein Board für einen rein ohmschen 
Powersplitter auf FR4 0.8mm rum, die Widerstände sind normale 51Ohm 
0805, N-Stecker für die Steckverbinder.

Den Rest werde ich dann mal mit Trial und Error ausprobieren, bzw. 
schauenob ich etwas hochwertigeres als due Chip-Widerstände bekomme.

[asd (Gast)]

> Ich habe auch schon einige LNBs für Satellitenfernsehempfang
> auseinandergenommen, dort war auch nie Rogers o.ä. verbaut, es sah immer
> aus wie FR4, also scheint es auch bei um die 10 GHz noch zu
> funktionieren.

Ich hab auch schon einige zerlegt, und noch nie FR4 gesehen, der 
11GHz-Streifenleiter-Bandpass den man wegen Spiegelunterdrückung immer 
drin findet würde auf FR4 nun wirklich nicht zuverläsig funktionieren...

[mz (Gast)]

FR4 "funktioniert" prinzipiell auch bei höheren Frequenzen, der 
Verlustfaktor nimmt einfach mit der Frequenz zu... Das MITTLERE eps 
bleibt in der Regel ebenfalls um die 4 - 4.3.
Die Inhomogenität stellt wohl das grösste Problem bei FR4 dar.
im höheren GHz-Bereich kann die Verteilung der Glasfasern im Epoxy 
störende Impedanzvariationen verursachen.