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微帶線(Microstrip)和帶地共面波導(dǎo)(CPWG)

射頻學(xué)堂 ? 來(lái)源:射頻學(xué)堂 ? 2023-10-29 17:07 ? 次閱讀
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現(xiàn)在芯片發(fā)展迅速,我們只需要用50ohm線連起來(lái)就行了。前幾天和師兄們吃飯,說(shuō)現(xiàn)在200G的東西,也快只要連連50ohm線了。減輕了工作量的同時(shí),也是削弱了競(jìng)爭(zhēng)力。

像這種頻率高點(diǎn)的、含內(nèi)匹配的器件,官方手冊(cè)上都會(huì)有個(gè)50ohm線的尺寸推薦。如果你算出來(lái)的尺寸,和官方尺寸差很多,那對(duì)不起。可能是你的模型用錯(cuò)了,你以為他是微帶線(MS),人家其實(shí)是共面波導(dǎo)(CPWG)。

本來(lái)這兩個(gè)長(zhǎng)的是不太像的。一個(gè)如左圖,一個(gè)如右圖。

165c1a2a-7633-11ee-939d-92fbcf53809c.jpg

但是一般做射頻的,都喜歡給微帶線四周打滿地孔,恨不得把板子打成篩子。所以我們看到的板子上的微帶線,大多數(shù)是這樣的。

1666a0bc-7633-11ee-939d-92fbcf53809c.jpg

所以,這時(shí)候的MS和CPWG可以說(shuō)長(zhǎng)的差不多,可能一個(gè)瘦點(diǎn),一個(gè)胖點(diǎn)。

就像雙胞胎一樣,熟悉的,一看就知道,哪里不一樣;不熟悉的,怎么看,都覺(jué)得差不多。

工作這么多年,也就用過(guò)CPWG一次,用之前,還小心翼翼的,生怕一個(gè)閃失,把性能給搞壞了。而且,CPWG線和地聯(lián)系的這么緊密,想割割銅皮,貼貼銅皮,都不知道往哪貼。就怕沒(méi)弄好,板子變成板磚一塊。幸好,結(jié)果還好。

那到底CPWG和MS有什么區(qū)別么?

先來(lái)看看他倆的場(chǎng)分布。

167191ca-7633-11ee-939d-92fbcf53809c.jpg

可以看到:

微帶線的場(chǎng)主要集中在信號(hào)線和地平面之間;CPWG的場(chǎng)主要分為兩部分,一部分集中在同層的G-S-G之間,另一部分集中在信號(hào)線和地平面之間。CPWG信號(hào)線與地平面之間的場(chǎng)密度要比微帶線低。

拉大CPWG同層的地與信號(hào)線的間距,使得地對(duì)場(chǎng)的影響減小,當(dāng)基本無(wú)影響時(shí),CPWG就變成了微帶線。這篇文章就是基于這,來(lái)計(jì)算微帶線與兩邊地的間距的。

那微帶線和共面波導(dǎo)到底怎么選?

微帶線相比CPWG,受加工影響較小

比如說(shuō)加工過(guò)程中的鍍金厚度:

因?yàn)槲Ь€的場(chǎng)主要集中在信號(hào)線與地之間,所以微帶線性能受鍍金厚度的影響很小;

但是對(duì)CPWG卻有很明顯的影響.厚的銅厚,增加了G-S-G之間的場(chǎng),所以對(duì)有效介

電常數(shù)和損耗都有明顯的影響。

微帶線的場(chǎng)主要集中在信號(hào)線與地平面之間,所以相對(duì)于CPWG而言,微帶線性能更受銅的表面粗糙度的影響

微波頻率(1G~30G)下,微帶線的損耗低于CPWG

在毫米波頻率下(30G~300G),微帶線的輻射損耗大于CPWG;微帶線的色散效益比較嚴(yán)重,帶寬比CPWG窄。

微帶線的色散效應(yīng),使得微帶線的相速、特性阻抗、有效介電常數(shù)和頻率相關(guān)。當(dāng)

然,你只關(guān)注窄帶信號(hào)時(shí),這個(gè)也不是問(wèn)題。但是如果你的系統(tǒng)是個(gè)寬帶系統(tǒng),你稍

稍考慮一下了,畢竟不同頻率的信號(hào)在同一微帶線上跑的不一樣快,也是一件不太爽事情。

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原文標(biāo)題:微帶線(Microstrip)和帶地共面波導(dǎo)(CPWG)

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