超低损耗基板材料评测：松下Megtron 8 vs 罗杰斯RO4835LoPro实测

在高速数字电路和微波射频领域，基板材料的性能对信号传输质量起着至关重要的作用。超低损耗基板材料能够显著降低信号在传输过程中的衰减，提高信号的完整性和系统的可靠性。松下Megtron 8和罗杰斯RO4835LoPro是两款备受关注的超低损耗基板材料，本文将通过实际测试对它们的性能进行对比评测。

测试环境与设备

本次测试在标准的微波暗室中进行，以减少外界电磁干扰对测试结果的影响。测试设备包括矢量网络分析仪（VNA）、测试夹具以及相关的校准件。矢量网络分析仪用于测量基板材料的传输特性，如插入损耗（Insertion Loss）和回波损耗（Return Loss）。

测试样品准备

我们分别选取了相同尺寸和厚度的松下Megtron 8和罗杰斯RO4835LoPro基板材料，并在其上制作了相同的微带线结构。微带线的宽度和长度根据测试频率范围进行优化设计，以确保测试结果的准确性。

测试方法与代码实现

测试方法

使用矢量网络分析仪测量微带线的S参数，通过S参数计算插入损耗和回波损耗。插入损耗反映了信号在传输过程中的能量损失，回波损耗则表示信号在传输线上的反射情况。

Python代码实现

以下是一个使用Python进行S参数处理和计算插入损耗、回波损耗的示例代码：

python

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

from skrf import Network

# 读取S参数文件（假设文件格式为.s2p）

# 这里以松下Megtron 8的测试数据为例

megtron8_data = Network('megtron8.s2p')

ro4835lopro_data = Network('ro4835lopro.s2p')

# 获取频率范围

freq = megtron8_data.f

# 计算插入损耗（S21参数的dB值）

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

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

# 计算回波损耗（S11参数的dB值）

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

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

# 绘制插入损耗曲线

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()

# 绘制回波损耗曲线

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()

测试结果与分析

插入损耗

从插入损耗的测试结果来看，在低频段（1 - 10GHz），松下Megtron 8和罗杰斯RO4835LoPro的插入损耗相差不大。但随着频率的升高，罗杰斯RO4835LoPro的插入损耗增长相对较慢，表现出更好的高频性能。这可能是由于罗杰斯RO4835LoPro采用了特殊的材料配方和工艺，有效降低了介质损耗和导体损耗。

回波损耗

在回波损耗方面，两种基板材料在整个测试频率范围内都表现出了较好的性能，回波损耗均大于15dB，说明信号在微带线上的反射较小。不过，在高频段，松下Megtron 8的回波损耗略优于罗杰斯RO4835LoPro，这表明松下Megtron 8在高频下的阻抗匹配性能更好。

结论

综合插入损耗和回波损耗的测试结果，松下Megtron 8和罗杰斯RO4835LoPro各有优势。罗杰斯RO4835LoPro在高频段具有更低的插入损耗，适合对高频信号传输要求较高的应用场景；而松下Megtron 8在高频下的回波损耗表现更好，对于需要精确阻抗匹配的系统更为合适。在实际应用中，应根据具体的设计需求和性能指标选择合适的基板材料。