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应用说明 122

微波传输带传输线路结构。


今天的高性能 PCB 迹线是作为传输线路以微波传输带带状线结构创建的。在本应用说明中,我们将介绍几个微波传输带传输线路结构。

微波传输带传输线路是由一条安装在可导接地层的低损耗绝缘体上的控制宽度的可导迹线构成的。该绝缘体通常使用强化玻璃环氧树脂制造,例如 G10、FR-4 或 PTFE,用于超高频应用。

以下有多种 PCB 微波传输带的配置:

  • 表面微波传输带
  • 嵌入式微波传输带
  • 覆膜微波传输带(覆膜通常为焊接屏蔽)

这些结构的图示如下。

单端传输线路

单端微波传输带传输线路是连接两个设备的最为常见的方法。在单端传输线路的配置下,一条导线连接了一个设备的源和另一个设备的负载。参考(接地)层提供了信号回路。

阻抗值由迹线尺寸、线路板绝缘常数的值和绝缘厚度确定。

注意以下各图中的信号迹线通常为梯形,而宽度 W 是指最接近上表面的迹线宽度,W1 是指最接近下表面的迹线宽度。有两种基本配置的微波传输带,即表面曝置嵌入式。

表面微波传输带

1:表面微波传输带

最简单的配置,表面(或曝置)微波传输带如图 1 所示。其中包括一条信号线,顶部和侧边都曝置于空气中,位于绝缘常数 Er 线路板的表面之上,以电源或接地层为参考。表面微波传输带可以通过蚀刻双面 PCB 材质来实施。
图中显示了特性微波传输带的阻抗属性:
  • 微波传输带阻抗参考一个信号层
  • 阻抗迹线通常在外层。
Er 的效用

Er 的值是线路板材质的绝缘常数,它对于线路的特性阻抗值而言是一个重要的组成部分。设计厂商因此有时会指定迹线阻抗值并依赖于线路板制造商来控制流程,以使迹线阻抗满足设计厂商指定的技术规范。

注意在微波传输带表面上,信号导线曝置于空气之中,因此有效的绝缘常数将介于 1(空气绝缘常数)和 4(G-10 或 FR-4 底板的 Er)之间。这一点对于信号传播电压也有影响。传播电压随 Er 的增加而减少(从空气中的光速开始减少),因此表面微波传输带提供了最高的传播电压。但相应于此的是,表面微波传输带的辐射要比嵌入类型的配置高。

嵌入式微波传输带

2:嵌入式微波传输带

嵌入式预埋式微波传输带与表面微波传输带类似,但是其信号线是嵌入到绝缘体中的,位于距离参考层 H1 的地方。
覆膜微波传输带

3:覆膜微波传输带

覆膜微波传输带与表面配置版本类似,但其信号线是由焊接屏蔽覆盖的。焊接屏蔽的覆膜可以将阻抗降低几个欧姆,具体情取决于焊接屏蔽的类型和厚度。
用于计算特性阻抗的等式需要复杂的数学计算,通常使用场求解方法,其中包括边界元素分析在内,这已经超出了本文档所讨论的范围。

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