射頻(RF)印刷電路板(PCB)設(shè)計、布局有哪些知識點(diǎn)必須掌握？

本應(yīng)用筆記提供關(guān)于射頻(RF)印刷電路板(PCB)設(shè)計和布局的指導(dǎo)及建議，包括關(guān)于混合信號應(yīng)用的一些討論，例如相同PCB上的數(shù)字、模擬和射頻元件。內(nèi)容按主題進(jìn)行組織，提供“ 實(shí)踐”指南，應(yīng)結(jié)合所有其它設(shè)計和制造指南加以應(yīng)用，這些指南可能適用于特定的元件、PCB制造商以及材料。

射頻傳輸線

許多Maxim射頻元件要求阻抗受控的傳輸線，將射頻功率傳輸至PCB上的IC引腳(或從其傳輸功率)。這些傳輸線可在外層(頂層或底層)實(shí)現(xiàn)或埋在內(nèi)層。 關(guān)于這些傳輸線的指南包括討論微帶線、帶狀線、共面波導(dǎo)(地)以及特征阻抗。也介紹傳輸線彎角補(bǔ)償，以及傳輸線的換層。

微帶線

這種類型的傳輸線包括固定寬度金屬走線(導(dǎo)體)以及(相鄰層)正下方的接地區(qū)域。例如，第1層(頂部金屬)上的走線要求在第2層上有實(shí)心接地區(qū)域(圖1)。

走線的寬度、電介質(zhì)層的厚度以及電介質(zhì)的類型決定特征阻抗(通常為50Ω或75Ω)。

微帶線示例(立體圖)

帶狀線

這種線包括內(nèi)層固定寬度的走線，和上方和下方的接地區(qū)域。導(dǎo)體可位于接地區(qū)域中間(圖2)或具有一定偏移(圖3)。這種方法適合內(nèi)層的射頻走線。

帶狀線(端視圖)

偏移帶狀線。帶狀線的一種變體，適用于層厚度不相同的PCB(端視圖)。

共面波導(dǎo)(接地)

共面波導(dǎo)提供鄰近射頻線之間以及其它信號線之間較好的隔離(端視圖)。這種介質(zhì)包括中間導(dǎo)體以及兩側(cè)和下方的接地區(qū)域。

共面波導(dǎo)提供鄰近射頻線以及其它信號線之間較好的隔離

建議在共面波導(dǎo)的兩側(cè)安裝過孔“柵欄”，如圖5所示。該頂視圖提供了在中間導(dǎo)體每側(cè)的頂部金屬接地區(qū)域安裝一排接地過孔的示例。頂層上引起的回路電流被短路至下方的接地層。

特征阻抗有多種計算工具（老wu推薦通過 阻抗計算工具）可用于正確設(shè)置信號導(dǎo)體線寬，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)阻抗。然而，在輸入電路板層的介電常數(shù)時應(yīng)小心。

典型PCB外基板層包含的玻璃纖維成分小于內(nèi)層，所以介電常數(shù)較低。例如，F(xiàn)R4材質(zhì)介電常數(shù)一般為εR = 4.2，而外基板(半固化板)層一般為εR = 3.8。下邊的例子僅供參考，其中金屬厚度為1oz銅(1.4 mils、0.036mm)。

審核編輯：湯梓紅