PCB科技 - 高頻電路板：微帶線與接地共面波導的比較

選擇最佳 PCB高頻電路板 特定電路設計的資料, 這個 高頻電路板 設計師通常需要考慮效能變化, 物理尺寸, 和電路的功率水准. 不同傳輸線科技的選擇將影響到電路設計的最終效能 高-頻率電路板, such as the use of microstrip line or grounded coplanar waveguide (GCPW). 大多數設計師都知道 高-頻率微帶線和 高頻電路板, 但共面波導在接地 高頻電路板 設計與傳統微帶線有很大不同.

接地共面波導可以為高頻微波射頻板電路設計者的設計帶來許多好處和方便。 在選擇不同的電路時，瞭解不同PCB高頻電路板（微波射頻板）資料對微帶線和接地共面波導電路的影響非常有幫助。 兩條電路的不同結構如下圖所示。

可以看出，所設計的微帶電路的結構 高頻電路板 訊號導線在介電層的頂部處理, 所述接地導體表面位於所述介電層的底部. 在接地共面波導結構中, 除了介電層底部的接地層, 在介電層頂部添加兩個附加接地板，訊號導體位於這兩個接地板中，並且彼此間隔開. 頂部和底部接地板通過金屬填充過孔連接，以實現一致的接地效能. 此外, 確保接頭等電路不連續性的一致性, 許多接地共面波導電路使用接地母線來實現兩個頂級接地導體之間的電力連接.

這兩種傳輸線科技的區別在於，在接地共面波導中，頂部接地導體和訊號導體之間的小間距可以實現電路的低阻抗，並且可以通過調整間距來改變電路的阻抗。 隨著接地導體和訊號導體之間的距離新增，阻抗也將新增。 當接地共面波導的頂部接地導體和訊號導體之間的距離增大時，接地導體對電路的影響將减小。 當間距足够大時，接地共面波導電路類似於微帶電路。

為什麼某些輸電線路比其他輸電線路科技具有優勢？ 顯然，與接地共面波導相比，微帶線結構簡單，便於加工和電腦建模。 高頻電路板的微帶線和帶狀線是微波頻段最常用的傳輸線科技，但在毫米波頻段，微帶線和帶狀線電路的損耗會新增。 這降低了這兩種傳輸線科技在30 GHz及以上頻段的效率。 然而，接地共面波導具有堅實的接地結構和較低的高頻損耗。 這為毫米波頻段甚至100GHz及以上頻段的設計提供了潜在的優勢和穩定的效能。

PCB高頻電路板資料的有效介電常數將决定電路結構的大小，例如50歐姆的特性阻抗。 例如，基於羅傑斯高頻板RO4350B碳氫化合物陶瓷電路資料微帶傳輸線，羅傑斯高頻板在50歐姆特性阻抗條件下的電路寬度將基於資料3.48的介電常數值。 但對於使用這種資料的接地共面波導，有效介電常數會降低。 由於電磁場將更多地分佈在電路上方的空氣中，而不是PCB高頻電路板的介電材料中，囙此與微帶線相比，接地共面波導的有效介電常數將降低。 接地共面波導與微帶線的有效介電常數之差還取決於接地共面波導的介電厚度以及訊號線與頂層接地之間的間距。

當選擇使用高頻微帶線或接地共面波導傳輸線科技時，PCB高頻電路板資料起什麼作用？ 介電常數（Dk）和介電常數一致性等資料參數將影響傳輸線的電力效能。 由於電磁場可以在介電常數Dk的資料內部和外部傳播，其在電路結構中的傳播管道不同，從而影響電路資料的有效介電常數。 對於頂部傳輸線和底部接地板的微帶電路結構，其電磁場主要分佈在兩個金屬平面之間的介電材料內部，並集中在訊號導體的邊緣。 囙此，微帶電路的有效介電常數與PCB資料的介電常數值密切相關。 例如，羅傑斯公司的RO4350B碳氫化合物陶瓷PCB資料，10GHz時z（厚度）方向介電常數的工藝標準值為3.48，整個資料的介電常數偏差保持在±0.05。

PCB高頻電路板 工藝因素對微帶電路的影響小於對接地共面波導電路的影響. 例如, PCB銅板厚度差异對微帶電路的效能影響不大, 但這將影響接地共面波導電路的效能. 用於微帶電路, 較厚的PCB銅層厚度僅略微降低了插入損耗，並降低了電路的有效介電常數. 對於接地共面波導電路, 較厚的PCB銅層厚度將新增頂部接地訊號線與地面之間的電磁場, 新增了接地共面波導電路上方空氣中的電磁場分佈. 空氣中電磁場分佈的新增導致使用較厚PCB銅層厚度和PCB有效介電常數的接地共面波導電路的電路損耗顯著降低.

可以發現，雖然微帶線在高頻和毫米波頻段具有較高的輻射損耗，但很難實現 高-訂單模式抑制, 微帶線仍然適用於微波頻寬相對較窄的電路. 微帶電路對 PCB高頻電路板 加工工藝與銅層厚度及厚度差异. 相反, 接地共面波導在毫米波段具有相對較低的輻射損耗，可以獲得良好的 高-訂單模式抑制, 這使得接地共面波導成為30GHz及以上的候選傳輸線科技. 此外, 接地共面波導電路對加工工藝和偏差的要求相對較低 PCB高頻電路板, 這使得接地共面波導適合在高頻段大規模生產和應用.