Calculadora de impedancia de microstrip

Los 50 Ω son el compromiso histórico entre la mínima atenuación (~77 Ω en coaxial de aire) y la máxima capacidad de potencia (~30 Ω). Se convirtió en estándar industrial en RF y microondas, por lo que los conectores, medidores y componentes comerciales están diseñados para ese valor.

FR-4 (εr ≈ 4,2-4,8, tanδ ≈ 0,02) es adecuado hasta unos 3 GHz. Rogers RO4003C (εr = 3,55, tanδ = 0,0027) tiene pérdidas mucho menores y es compatible con procesos FR-4, siendo la opción preferida para diseños de 5-20 GHz.

Cuando la longitud de la pista supera aproximadamente un décimo de la longitud de onda a la frecuencia de operación, o cuando el tiempo de subida de la señal digital es tan rápido que la pista actúa como línea de transmisión. Para 1 GHz en FR-4, eso significa pistas mayores de 10 mm.

La dilatación térmica cambia el ancho de pista y el espesor del sustrato, y la constante dieléctrica del FR-4 varía con la temperatura (±0,1-0,2 unidades en el rango típico). Los laminados de RF premium tienen coeficientes de temperatura dieléctrica especificados (menos de 50 ppm/°C) para diseños de temperatura controlada.

La permitividad efectiva describe cómo se reparte el campo eléctrico entre el sustrato y el aire sobre la pista. Como parte del campo se propaga por el aire (εr = 1), la constante dieléctrica efectiva es un valor intermedio entre 1 y εr del sustrato. A mayor relación W/H, más campo queda dentro del sustrato y ε_eff se acerca más a εr.