1、深圳金百泽电子科技股份有限公司（）成立于 1997 年，是线路板行业十强企业，总部设在深圳，研发和生产分布在深圳、惠州和西安等地，为客户提供产品研发的 PCB 设计、 PCB 快速制造、 SMT 加工、组装与测试及硬件集成等垂直整合解决方案，是国内最具特色的电子制造服务提供商。电话：0755-26546699-223制作用于 RF 部件的快周转 PCB采用低成本 PCB（印刷电路板） ，几个小时内就可以很容易用几乎任何 CAD 软件（甚至免费软件）设计出一块电路板。只需两天时间，在自己的案头就能完成原型板。很多软件包都有不错的设计规则，大多数 PCB 制造商可以制作出低至 0.006英寸线宽和
2、线距。这种精度对低频电路没有一点问题，但 RF 电路一般需要 50 的走线才能正常运行。部件体积越来越小，但物理定律不会改变。因此，今天 0.062 英寸厚原型板上的一根微带走线尺寸为 0.11 英寸宽，而 30 年前也是 0.11 英寸。但很多SMT（表面组装技术）元件都要比其前代元件小得多，因此，用于 RF 原型的低成本双面板似乎不适合于今天的小型 SMT 元件。采用一种 CPWG（接地共面波导）结构，可以在 PCB 上制作出 50 的 RF 走线。CPWG 结构可以制作出所需要的走线，其宽度小于微带结构的走线。将顶层板上的一块接地铜箔靠近一个微带线，就增加了微带结构的电容。为做到补偿并将
3、整个结构保持在 50，必须降低中心走线宽度到某点，使之有更高电感。如何设计出低成本和快速 PCB 工艺的 CPWG 结构？网上可以找到很多 CPWG 计算器，但当地层间距小于约走线宽度的 30%?50%时，这些计算器就会失效，因为电路板上铜箔走线的高度成为了一个显着因素。它增加的电容超过了计算器的假设值。因此，这些计算器设计的走线有过高的电容，使之阻抗降低到 50以下。这些公式可回溯到很多年前的 IC 设计。深圳金百泽电子科技股份有限公司（）成立于 1997 年，是线路板行业十强企业，总部设在深圳，研发和生产分布在深圳、惠州和西安等地，为客户提供产品研发的 PCB 设计、 PCB 快速制造、
4、SMT 加工、组装与测试及硬件集成等垂直整合解决方案，是国内最具特色的电子制造服务提供商。电话：0755-26546699-223很多计算器中的公式已不能使用，因为今天的 PCB 板与 IC 有本质区别。在 PCB 板上用窄的间距-中心线比率，正确地设计一个 CPWG 的最佳方式是使用一种全 3 维的电磁仿真器。本例提供了一些常见结构的值。将走线最小间距保持在 6 mil，我仿真、制作和测试了一个 CPWG 结构。对于常见的 0.062 英寸厚的FR-4PCB 材料，一根宽度为 0.032 英寸、间距为 0.006 英寸的走线最接近于 50。在 6 GHz 时，走线上的回波损耗优于 40 dB
5、。这种方案好于采用 0.11 英寸宽走线的方法，并兼容 SMT 元件。0603 尺寸的 SMT 元件和常见的SMA（表面组装组件）板边连接器都能完美地配合这种线。图 1 用做好的 PCB 比较了多种常见 RF 部件。对于焊盘尺寸大于 0.032 英寸走线宽度的部件，只要增加距顶层板接地面的间隙就能补偿。例如，将距一只 0805SMT 焊盘的顶层间隙增加到大约 0.008 英寸，并将一个 1206 SMT 元件焊盘的顶层间隙增加到 0.012 英寸，就可以防止焊盘电容过高。为符合一般的设计规则，我在测试 PCB 上将铜箔从布好的电路板边缘拉回 0.01 英寸。不过，这种拉回以及板边安装的连接器都
6、为转换增加了少量电感。在走线尽端的板边连接器中间的粗管脚增加了额外电容，提供内置的电容补偿。将管脚截短到原长的约一半，可以获得大致相当的电容，以平衡转换电感。CPWG 结构需要走线下有一个实心接地层；在顶层走线下方的底层接地面上留下开口，就为结构增加了一个不小的电感，降低了高频性能。另外还需要用一些过孔，将顶层接地面与底层接地面“缝合”起来。这种缝合过孔的布放不要超过电路所用最高频率波长的八分之一。注意在频率高于 10GHz 时，0.1 英寸间距就能很好地工作。深圳金百泽电子科技股份有限公司（）成立于 1997 年，是线路板行业十强企业，总部设在深圳，研发和生产分布在深圳、惠州和西安等地，为客
7、户提供产品研发的 PCB 设计、 PCB 快速制造、 SMT 加工、组装与测试及硬件集成等垂直整合解决方案，是国内最具特色的电子制造服务提供商。电话：0755-26546699-223缝合过孔到中心走线的间距遵守相同的间距规则。走线上可以很容易布放足够正常工作的过孔。如果没有足够的过孔，则在 S21 的传输特性中会看到一个微小但是快速的 0.5dB 到 1dB 下降，而不是随频率的一个线性损失斜坡。用一台 VNA（矢量网络分析仪）就可以立即看到这个效应。对测试板的测量表明，在 3GHz 时损失约为 0.25 dB/in，而在 10 GHz 时损失为 1 dB/in，包括了两个板边连接器。如要用窄于 0.032 英寸的焊盘与 SMT 器件或 IC 连接，可根据需要收窄中心导体，并尽可能靠近器件。如果实际的不连续性很小，那么当频率不是非常高时，它的作用可以忽略不计。
