关于无线PCB中 中50欧姆的特性阻抗的注意事项

部分转自无线电子实验室的http://www.beamsky.com/pcb-2layer-impedance-control/

们都知道，在射频电路的设计过程中，走线保持50欧姆的特性阻抗是一件很重要的事情，尤其是在 WiFi产品的射频电路设计过程中，由于工作频率很高（2.4GHz或者5.8GHz），特性阻抗的控制就显得更加重要了。如果特性阻抗没有很好的控制在50欧姆，那么将会给射频工程师的工作带来很大的麻烦。

什么是特性阻抗?

是指当导体中有电子”讯号”波形之传播时，其电压对电流的比值称为”阻抗Impedance”。由于交流电路中或在高频情况下，原已混杂有其它因素(如容抗、感抗等)的”Resistance”，已不再只是简单直流电的”欧姆电阻”(OhmicResistance)，故在电路中不宜再称为”电阻”，而应改称为”阻抗”。不过到了真正用到”Impedance阻抗”的交流电情况时，免不了会造成混淆，为了有所区别起见，只好将电子讯号者称为”特性阻抗”。电路板线路中的讯号传播时，影响其”特性阻抗”的因素有线路的截面积，线路与接地层之间绝绿材质的厚度，以及其介质常数等三项。目前已有许多高频高传输速度的板子，已要求”特性阻抗”须控制在某一范围之内，则板子在制造过程中，必须认真考虑上述三项重要的参数以及其它配合的条件。

两层板如何有效的控制特性阻抗？

在四层板或者六层板的时候，我们一般会在顶层（top）走射频的线，然后再第二层会是完整的地平面，这样顶层和第二层的之间的电介质是很薄的，顶层的线不用很宽就可以满足50欧姆的特性阻抗（在其他情况相同的情况下，走线越宽，特性阻抗越小）。

但是，在两层板的情况下，就不一样了。两层板时，为了保证电路板的强度，我们不可能用很薄的电路板去做，这时，顶层和底层（参考面）之间的间距就会很大，如果还是用原来的办法控制50欧姆的特性阻抗，那么顶层的走线必须很宽。例如我们假设板子的厚度是39.6mil(1mm)，按照常规的做法，在Polar中设计，如下图

线宽70mil，这是一个近乎荒谬的结论，简直令人抓狂。在2.4GHz或者5GHz频段，各种元件的引脚都是很小的，70mil的走线是无法实现的，于是，我们必须寻找另外一种解决方案。

运行Polar软件，选择Surface Coplanar Line这个模型，如下图

令Height(H)=39.6mil, Track(W)=30mil, Track(W1)=30mil, Ground Plane处打勾，Thickness=1OZ=1.4mil, Separation(S)=7mil, Dielectric(Er)=4.2, 如下图

然后点击“Press To Caculate”，在弹出的对话框中点击“Continue”，如下图

最终，我们计算出这种情况下的传输线特性阻抗为52.14欧姆，符合要求，如下图：

这样，我们采用Surface Coplanar Line这种模型，就可以很好的控制两层板（双面板）的特性阻抗，在上面的例子中，我们使用30mil的线宽就可以获得50欧姆的特性阻抗。