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RF PCB设计中的微带传输线

编辑:亿品优    来源:本站    发布时间:2021-11-02 21:30    浏览量:

  迄今为止,微带仍然是射频和微波设计中最常用的传输线结构。但是,随着数字和混合技术设计的速度和密度不断提高,情况越来越少。

  由于对于相同的阻抗,微带线通常比带状线更宽,并且由于与微带线相关的辐射增加,因此它既需要更多的布线空间,也需要更大的距离附近的走线。在纯RF或微波设计中,这通常不是问题,但是随着对更小产品尺寸的需求以及随之而来的组件密度的增加,它成为一种不那么容易获得的选择。

结构体

  微带传输线由宽度为W,厚度为t的导体(通常为铜)构成,该导体在比传输线本身宽的接地平面上布线,并被厚度为H的电介质隔开。(请参见下面的图1)。最佳实践是确保地面参考平面在表面微带走线的两侧至少延伸3H。
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优点

· 从历史上看,微带线的主要优势可能是仅使用两层板,而所有组件都安装在一侧的能力。这简化了制造和组装过程,是成本最低的RF电路板解决方案。由于所有连接和组件都在同一表面上,因此在进行连接时无需使用过孔。除了成本因素之外,这也是理想的,因为使用通孔不会增加电容或电感。

· 由于对于相同的阻抗,微带走线通常会比带状线走线宽,因此,由于制造中的蚀刻容限是绝对值,因此更容易对走线的特征阻抗进行更严格的控制。因此,如果您的走线宽度为20密耳,并且蚀刻过度,宽度减小了1密耳,那么与过度蚀刻5百万条带状线并减小到4密耳宽度相比,这是一个很小的百分比变化。例如,在FR408材料中,比地面高20mils,高11.5mils的微带走线,介电常数为3.8,将产生大约50.8 ohms。如果将此迹线减小到19mils,则特性阻抗将约为52.6欧姆,特性阻抗增加3.6%。而在同一材料中具有上下6mil接地的5mil带状线将产生大约50.35欧姆,但是??当减小1mil至4mil时,特性阻抗将约为56.1 ohm,增加11.5%。在完成某些设计时,没有指定最终走线的特征阻抗,而是指定了最终宽度。在相同的过蚀刻方案中,减少100万密耳的500万迹线将使最终走线宽度减少20%,而减少100万密耳的20密耳的迹线将减少宽度5%。

缺点

· 由于微带传输线通常很宽,并且布设在电路板的表面,因此这意味着可用于组件放置的表面积将减少。这使得微带对于空间几乎总是非常宝贵的高密度混合技术设计没有多大用处。

· 微带传输线将比其他传输线类型辐射更多,这将是产品整体辐射EMI的主要贡献者。

· 再次,由于来自微带的辐射增加,因此串扰成为一个问题,因此需要提供与其他电路元件的间距增加,从而导致可用的布线密度降低。

· 微带设计通常需要外部屏蔽,这会增加成本和复杂度。实际上,这已成为便携式设备(如手机)设计中最重要的问题之一。许多产品的驱动力越来越小,因此越来越薄。这意味着屏蔽层将更靠近电路板表面,这将增加传输线每单位长度的电容,从而改变其阻抗。选择使用微带传输线和推导阻抗模型时,请谨慎考虑。如果走线需要穿过外部屏蔽壁,则可能需要将传输线宽度修改一小段距离,通常是通过一个“隧道”,该隧道通常比屏蔽罩的顶部更靠近板表面。

· 微带特征阻抗将受到阻焊剂或其他表面涂层的影响。从一个制造商到另一个制造商,甚至从同一供应商的一个板到另一个板,这些涂层的应用都可能非常不一致,因此,这些涂层对表面微带走线阻抗的影响非常未知。

· 亿品优SMT贴片加工厂:微带传输线是分散的,随着频率增加,会导致信号失真。

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