圖7不同接地過孔位置的GCPW性能比較

3.3 帶狀線的信號饋入和優(yōu)化

帶狀線的信號饋入設(shè)計與微帶線和GCPW有所不同。因線路不在電路的表層，所以并不能使用表貼式而需要使用PIN針式連接器進行連接。如圖8所示，信號的饋入需要通過PTH過孔來完成。其過孔的設(shè)計需要考慮過孔大小、孔內(nèi)銅厚、焊盤大小，孔與接地面之間的間距、以及過孔長度等參數(shù)的帶來的影響。實驗證明，增加過孔的大小、銅厚、焊盤大小以及過孔長度均使過孔的電容性增加；而過孔與接地面之間間距增加將會減小過孔的電容性，增加電感性。帶狀線的信號饋入連接器通過PIN針連接過孔的內(nèi)壁，可以看著是過孔導(dǎo)體厚度增加，導(dǎo)致了過孔的電容性變大。在設(shè)計和加工中，可以通過背鉆來移除部分過孔內(nèi)部導(dǎo)體孔壁或增加接地間距的方式，達到減小電容性的目的。

圖8 帶狀線信號饋入示意圖

選取7.3mil RO4350B LoproTM材料與8mil RO4450FTM半固化片制作了50Ω帶狀線電路，并設(shè)計不同的信號饋入過孔來評估不同設(shè)計對電路性能的影響。比較兩個測試電路，它們具有相同的孔壁銅厚和孔與地接地間隔，而電路2比電路1有更大的過孔直徑和焊盤。為減小過孔的電容性，通過背鉆，移除了電路2中多余過孔長度，使電路2比電路1能更好的與50Ω形成良好匹配，如圖9所示。對兩個電路進行回波和插入損耗的測試得到，電路2就具有更寬帶的回波損耗和穩(wěn)定的插入損耗值。其中，電路1的帶寬僅有約12GHz，而電路2的帶寬能達到22GHz。按此思路，進一步對信號饋入過孔完善，可提高電路的工作帶寬而應(yīng)用于更高頻率的毫米波電路中。

圖9 不同饋入信號過孔設(shè)計的帶狀線性能比較

4. 總結(jié)

綜上所述，為使應(yīng)用于高頻毫米波頻段的PCB平面?zhèn)鬏斁€技術(shù)達到最優(yōu)的電路性能，需要考慮PCB選材和設(shè)計等多個影響因素。在電路設(shè)計前的選材時，為控制電路色散或高次模的產(chǎn)生需要考慮較薄的PCB材料；為降低介質(zhì)損耗，應(yīng)選取較低的材料介質(zhì)損耗；為降低導(dǎo)體損耗，應(yīng)使用較光滑的銅箔等材料從而得到較好的電路傳輸性能。較窄的導(dǎo)體線寬容易增大加工難度、降低一致性，而不應(yīng)選用高介電常數(shù)材料。在電路設(shè)計過程中，合理選擇不同的傳輸線技術(shù)，以及良好的信號饋入設(shè)計可降低信號能量損失，減小信號反射，達到良好的饋入點匹配，從而進一步提升傳輸線電路在毫米波頻段下的性能。