射频走线与地的那点事儿

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举个例子来说吧。我们将对多层电路板进行射频线仿真，为了更好的做出对比，将仿真的PCB分为表层铺地前的和铺地后的两块板分别进行仿真对比；表层未铺地的PCB文件如下图1所示（两种线宽）:
         

       

        图1a：线宽0.1016 mm的射频线(表层铺地前)

         

       

        图1b：线宽0.35 mm的射频线(表层铺地前)

        图1：表层未铺过地的PCB

         

        首先将线宽不同的两块板(表层铺地前)由ALLEGRO导入SIWAVE，在目标线上加入50Ω端口。针对不同线宽0.1016mm和0.35mm， 我们的仿真结果如图2所示，图中显示的曲线是S21，仿真频率范围为800MHz-1GHz。
         

       

        图2a：表层未铺地的S21 (线宽0.1016mm)

         

       

        图2b：表层未铺地的S21 (线宽0.35mm)

        图2：表层未铺地的S21

        由图中可以看到，在800MHz-1GHz的范围内，仿真的数据展示为小数点后一到两位的数量级，0.35mm的损耗要比0.1016mm的线小一个数量 级，这是因为0.35mm的线宽在该板的层叠条件下其特征阻抗接近50Ω。 因此间接验证了我们所做的阻抗计算(用线宽约束)是有一定作用的。
         
        接下来我们做了表层铺地后的同样的仿真(800MHz-1GHz)，导入的PCB文件如下图。
         

       

        图3a：0.1016 mm的射频线(表层铺地)

         

       

        图3b：0.35 mm的射频线(表层铺地)

        图3：表层铺过地后的PCB

         

        仿真结果如下图:

       

        图4a：表层铺地后的S21 (0.1016mm)

         

       

        图4b：表层铺地后的S21 (0.35mm)

        图4：表层铺过地后的S21

        由图中看到，仿真的数据显示，该传输线的线损已经是1-2 dB的数量级了，当然0.35 mm的损耗要明显小于0.1016 mm的。另外一个明显的现象是相对于未铺地的仿真结果，随着频率由800MHz到1GHz的增加，损耗趋大。
         
        我们可以从仿真的结果中得到这样一个结果：
        1.射频走线最好按50欧姆走，可以减小线损；
         
        2.表层的铺地事实上是将一部分RF信号能量耦合到了地上，造成了一定的损耗。因此PCB表层的铺地应该有所讲究。尽量远离RF线。工程经验是大于1.5倍的线宽。