射频“走线”与“地”的那点事儿

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如下结果：

• 射频走线最好按50欧姆走，可以减小线损；
• 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。

作者：硬功夫 射频居士