经常有射频同行问到微带线设计的时候,采用哪种微带形式更好?或者说普通微带线和CPW/CPWG共面波导结构各自有那些优点缺点?这个问题看似简单,却很少有资料给出比较肯定的答案,下面将结合Rogers的相关文献,对这个问题进行解答。从射频到毫米波频段,共面波导(CPW)电路是普遍应用的微带形式。传统的共面波导是在PCB介质基片的表面上制作出导体线,底层制作接成平面GND层。被称为接地共面波导(CPW或CPWG)的电路是传统共面波导的一种改进电路。CPWG是在CPW电路结构的底面增加了一个接地平面,并通过过孔via连接上下地平面。
尽管CPW和CPWG两种电路都对邻道信号具有超好的隔离度,从而降低在高密度电路中的串扰。但相比CPW,CPWG会使不连续处辐射量增加,其原因是CPWG中接地过孔的设计会影响阻抗,并增加损耗。但另一方面,当工作频率升高时,相比微带线电路, CPWG地孔的设计可以允许更大的介质材料厚度。其次,在大功率电路应用中,CPWG比CPW的散热性能更佳,而且增加的接地平面也提高了电路的机械稳定性。最后,当工作在微波和毫米波频率时,对于相同电路材料的微带线和 CPWG,CPWG的表面波泄露和辐射损耗更小。
在毫米波及以下频段,CPW和CPWG的生产工艺相对简单且电路性能的稳定性良好。通过传输线传播的电磁波能量,特别是 CPWG,其大部分能量都保留在PCB介质材料内部。和微带线电路相比,虽然CPW和CPWG都具有更高的导体损耗,但 CPW和CPWG电路的损耗特征是与频率呈线性关系。而微带线电路,特别是在较高频段时,损耗(因与辐射损耗有关)会随着频率不断变化。此外,CPW和CPWG的损耗可以通过合理设计过孔位置及电路尺寸来降低。
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