【经验】微波PCB电路结构对比：微带线与接地共面波导谁更胜一筹

时间： 2019-03-23 来源：世强

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在高频电路设计中，需要同时考虑电路的性能变化与物理尺寸。传输线的结构是影响电路性能的关键因素之一，目前主流的传输线结构有微带线和接地共面波导GCPW两种。大部分工程师都了解微带线的结构与应用，但接地共面波导与传统微带线有很多不同，以下是两种电路的结构示意图：

图1 微带线结构

图2 接地共面波导结构

从两种电路结构中可以看出：微带线是信号导体在介质层顶部，接地导体在介质层底部；接地共面波导，除介质层底部的接地导体外，在介质层顶部还增加了两个地平面，信号导体在两个地平面之间，且相互隔离，通过金属过孔连接底部和顶部地平面，保证一致接地特性，以下是两种电路结构的特性对比。

两种传输线最大不同在于：接地共面波导中，顶层接地导体和信号导体之间的小间距可以实现电路的低阻抗，且通过调节该间距可以改变电路的阻抗；接地共面波导结构可以有效的减少辐射损耗和抑制高次模分量，但设计复杂，顶层接地导体和信号导体之间的间距会导致损耗的区别，以下是罗杰斯RO4003C材料GCPW结构不同耦合距离的损耗对比图。

图3 8mil厚度RO4003C材料GCPW结构损耗

微带线是微波电路中最常用的传输线技术，但在毫米波频段时，微带的损耗将增加，这导致微带线传输线技术在30GHz及以上频段的工作效率降低。但接地共面波导则具有牢固的接地结构，在高频频段具备更低的损耗，这为毫米波频段甚至100GHz及以上频段的设计提供了潜在的优势和稳定性能。

尽管微带线在高频频段具有高辐射损耗且难以实现高次模抑制的缺点，但仍可适用于微波频段带宽相对较窄的电路，而且微带线电路对PCB加工工艺不敏感。接地共面波导在毫米波频段具有相对较低辐射损耗且能实现良好的高次模抑制，这使得接地共面波导成为适用于Ka及以上频段的传输线技术，但PCB工艺和镀层厚度都会影响电路性能。

综上所述，微带线和接地共面波导GCPW两种微波电路结构各有优缺点，需要针对具体应用选择合适的电路形式。

ROGERS推出的RO4003C能够采用标准的环氧树脂/玻璃布的加工工艺，同时提供严格控制的介电常数以及损耗，而其价格却是传统微波材料的几分之一。甚至不需要像基于PTFE的微波材料那样进行特殊的镀通孔前处理或者操作程序

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lgg Lv7. 资深专家 2020-10-21

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