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06-18
它可以处理多少功率？对于发射机中的大多数组件（通常是滤波器、耦合器和天线等无源组件），不可避免地会出现这个问题。
但随着行波管 (TWT) 等微波真空管和硅横向扩散金属氧化物半导体 (LDMOS) 晶体管和氮化镓 (GaN) 场效应晶体管 (FET) 等核心有源器件的功率水平不断提高，当仔细安装时设计放大器电路时，它们还将受到连接器甚至印刷电路板 (PCB) 材料等组件的功率处理能力的限制。
了解构成高功率组件或系统的不同组件的局限性可以帮助回答这个长期存在的问题。
发射器所需的功率在限制范围内。
一般来说，这些限制是由政府机构设定的，例如美国联邦通信委员会 (FCC) 设定的通信标准。
但在雷达和电子战 (EW) 平台等“不受监管”的系统中，限制主要来自系统中的电子元件。
每个组件都有最大功率限制，无论是有源设备（例如放大器）还是无源设备（例如电缆或滤波器）。
了解功率如何流经这些组件可以帮助您设计电路和系统来处理更高的功率水平。
当电流流过电路时，部分电能会转化为热能。
处理足够大电流的电路会发热 - 特别是在电阻较高的情况下，例如分立电阻器。
为电路或系统设置功率限制的基本思想是使用较低的工作温度来防止可能损坏电路或系统中的组件或材料（例如印刷电路板中使用的介电材料）的任何温升。
电路中电流/热量流动的中断（例如连接器松动或焊接）也可能导致热不连续或热点，从而导致损坏或可靠性问题。
温度影响，包括不同材料之间热膨胀系数 (CTE) 的差异，也会导致高频电路和系统的可靠性问题。
热量总是从温度较高的区域流向温度较低的区域，这一原理可用于将大功率电路产生的热量从热源（例如晶体管或行波管）转移出去。
当然，来自热源的散热路径应??包括由可以引导或散发热量的材料组成的目的地，例如金属接地层或散热器。
无论如何，如果在设计周期开始时就考虑到，任何电路或系统的热管理都可以最好地实现。
用于管理射频/微波电路中热量的材料的性能通常使用热导率进行比较，热导率以每米材料每度（以开尔文为单位）施加的功率量 (W/mK) 进行测量。
对于任何高频电路来说，这些材料中最重要的因素可能是叠片，它通常具有较低的导热率。
例如，低成本高频电路中常用的FR4层压材料的典型导热系数仅为0.25W/mK。
相比之下，铜（沉积在 FR4 上作为接地层或电路走线）的导热率为 W/mK。
铜具有很大的热流容量，而FR4的热导率几乎可以忽略不计。
为了防止铜传输线上出现热点，必须提供从传输线到接地层、散热器或其他高导热区域的高导热路径。
较薄的材料可缩短到接地层的路径，因为电镀过孔 (PTH) 可用于从电路走线连接到接地层。
当然，设备的功率处理能力是许多因素的函数，包括导体宽度、接地层间距和材料的耗散因数（损耗）。
此外，材料的介电常数将决定给定理想特性阻抗（例如 50Ω）下的电路尺寸，因此具有较高介电常数值的材料允许电路设计人员减小其射频/微波电路的尺寸。
也就是说，这些较短的金属迹线意味着需要具有更高导热率的介电材料来进行适当的热管理。
在给定的应用功率水平下，具有较高热导率的电路材料将比具有较低热导率的材料具有更低的温升。
不幸的是，FR4 与许多其他低导热率材料没有什么不同。
然而，通过指定至少与 FR4 相比具有更高导热率的材料，可以提高电路的热和功率处理能力。
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