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微带线(Microstrip)和带地共面波导(CPWG)

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现在芯片发展迅速,我们只需要用50ohm线连起来就行了。前几天和师兄们吃饭,说现在200G的东西,也快只要连连50ohm线了。减轻了工作量的同时,也是削弱了竞争力。



 

像这种频率高点的、含内匹配的器件,官方手册上都会有个50ohm线的尺寸推荐。如果你算出来的尺寸,和官方尺寸差很多,那对不起。可能是你的模型用错了,你以为他是微带线(MS),人家其实是共面波导(CPWG)


 

本来这两个长的是不太像的。一个如左图,一个如右图。


 


但是一般做射频的,都喜欢给微带线四周打满地孔,恨不得把板子打成筛子。所以我们看到的板子上的微带线,大多数是这样的。




所以,这时候的MSCPWG可以说长的差不多,可能一个瘦点,一个胖点。

就像双胞胎一样,熟悉的,一看就知道,哪里不一样;不熟悉的,怎么看,都觉得差不多。

 

工作这么多年,也就用过CPWG一次,用之前,还小心翼翼的,生怕一个闪失,把性能给搞坏了。而且,CPWG线和地联系的这么紧密,想割割铜皮,贴贴铜皮,都不知道往哪贴。就怕没弄好,板子变成板砖一块。幸好,结果还好。

 

那到底CPWGMS有什么区别么?

先来看看他俩的场分布。

可以看到:

微带线的场主要集中在信号线和地平面之间;CPWG的场主要分为两部分,一部分集中在同层的G-S-G之间,另一部分集中在信号线和地平面之间。CPWG信号线与地平面之间的场密度要比微带线低。

拉大CPWG同层的地与信号线的间距,使得地对场的影响减小,当基本无影响时,CPWG就变成了微带线。这篇文章就是基于这,来计算微带线与两边地的间距的。 

 

那微带线和共面波导到底怎么选?

  • 微带线相比CPWG,受加工影响较小

   比如说加工过程中的镀金厚度:

        因为微带线的场主要集中在信号线与地之间,所以微带线性能受镀金厚度的影响很小;

        但是对CPWG却有很明显的影响.厚的铜厚,增加了G-S-G之间的场,所以对有效介

        电常数和损耗都有明显的影响。

  • 微带线的场主要集中在信号线与地平面之间,所以相对于CPWG而言,微带线性能更受铜的表面粗糙度的影响

  • 在微波频率(1G~30G)下,微带线的损耗低于CPWG

  • 在毫米波频率下(30G~300G),微带线的辐射损耗大于CPWG;微带线的色散效益比较严重,带宽比CPWG窄。

         微带线的色散效应,使得微带线的相速、特性阻抗、有效介电常数和频率相关。当

         然,你只关注窄带信号时,这个也不是问题。但是如果你的系统是个宽带系统,你稍

         稍考虑一下了,毕竟不同频率的信号在同一微带线上跑的不一样快,也是一件不太爽

         事情。

 

              

参考文献:

[1] MicrowavePCB Structure Considerations: Microstrip vs. Grounded Coplanar Waveguide

[2] https://www.microwaves101.com/encyclopedias/dispersion#:~:text=In%20quasi-TEM%20media%20such%20as%20microstrip%2C%20dispersion%20is,and%20can%20often%20be%20ignored.%20What%27s%20TEM%20mean%3F

 

来源:加油射频工程师
芯片
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2023-06-03
最近编辑:1年前
加油射频工程师
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