微帶線(Microstrip)和帶地共面波導(dǎo)(CPWG)

現(xiàn)在芯片發(fā)展迅速，我們只需要用50ohm線連起來就行了。前幾天和師兄們吃飯，說現(xiàn)在200G的東西，也快只要連連50ohm線了。減輕了工作量的同時(shí)，也是削弱了競(jìng)爭(zhēng)力。

像這種頻率高點(diǎn)的、含內(nèi)匹配的器件，官方手冊(cè)上都會(huì)有個(gè)50ohm線的尺寸推薦。如果你算出來的尺寸，和官方尺寸差很多，那對(duì)不起?？赡苁悄愕哪Ｐ陀缅e(cuò)了，你以為他是微帶線(MS)，人家其實(shí)是共面波導(dǎo)(CPWG)。

本來這兩個(gè)長(zhǎng)的是不太像的。一個(gè)如左圖，一個(gè)如右圖。

但是一般做射頻的，都喜歡給微帶線四周打滿地孔，恨不得把板子打成篩子。所以我們看到的板子上的微帶線，大多數(shù)是這樣的。

所以，這時(shí)候的MS和CPWG可以說長(zhǎng)的差不多，可能一個(gè)瘦點(diǎn)，一個(gè)胖點(diǎn)。

就像雙胞胎一樣，熟悉的，一看就知道，哪里不一樣；不熟悉的，怎么看，都覺得差不多。

工作這么多年，也就用過CPWG一次，用之前，還小心翼翼的，生怕一個(gè)閃失，把性能給搞壞了。而且，CPWG線和地聯(lián)系的這么緊密，想割割銅皮，貼貼銅皮，都不知道往哪貼。就怕沒弄好，板子變成板磚一塊。幸好，結(jié)果還好。

那到底CPWG和MS有什么區(qū)別么?

先來看看他倆的場(chǎng)分布。

可以看到：

微帶線的場(chǎng)主要集中在信號(hào)線和地平面之間；CPWG的場(chǎng)主要分為兩部分，一部分集中在同層的G-S-G之間，另一部分集中在信號(hào)線和地平面之間。CPWG信號(hào)線與地平面之間的場(chǎng)密度要比微帶線低。

拉大CPWG同層的地與信號(hào)線的間距，使得地對(duì)場(chǎng)的影響減小，當(dāng)基本無影響時(shí)，CPWG就變成了微帶線。這篇文章就是基于這，來計(jì)算微帶線與兩邊地的間距的。

那微帶線和共面波導(dǎo)到底怎么選？

微帶線相比CPWG，受加工影響較小

比如說加工過程中的鍍金厚度:

因?yàn)槲Ь€的場(chǎng)主要集中在信號(hào)線與地之間,所以微帶線性能受鍍金厚度的影響很小;

但是對(duì)CPWG卻有很明顯的影響.厚的銅厚,增加了G-S-G之間的場(chǎng)，所以對(duì)有效介電常數(shù)和損耗都有明顯的影響。

微帶線的場(chǎng)主要集中在信號(hào)線與地平面之間，所以相對(duì)于CPWG而言，微帶線性能更受銅的表面粗糙度的影響

在微波頻率(1G~30G)下，微帶線的損耗低于CPWG

在毫米波頻率下(30G~300G)，微帶線的輻射損耗大于CPWG；微帶線的色散效益比較嚴(yán)重，帶寬比CPWG窄。

微帶線的色散效應(yīng)，使得微帶線的相速、特性阻抗、有效介電常數(shù)和頻率相關(guān)。當(dāng)然，你只關(guān)注窄帶信號(hào)時(shí)，這個(gè)也不是問題。但是如果你的系統(tǒng)是個(gè)寬帶系統(tǒng)，你稍稍考慮一下了，畢竟不同頻率的信號(hào)在同一微帶線上跑的不一樣快，也是一件不太爽的事情。

參考文獻(xiàn)：

[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