微波电路设计的双传输线理论及PCB布线原理

微波电路设计的双传输线理论及PCB布线原理

（1）基于双线理论的PCB概念

对于微波级高频电路，PCB上每条对应的带状线与接地板形成微带线（不对称）。 对于两层以上的PCB，它们既可以形成微带线，也可以形成带状线（对称微带传输线）。 不同的微带线（双面PCB）或带状线（多层PCB）相互形成耦合微带线，从而形成各种复杂的四端口网络，从而形成微波电路PCB的各种特性。

可见，微带传输线理论是微波级高频电路PCB设计的基础。

对于800MHz以上的RF-PCB设计，天线附近的PCB网络设计应完全遵循微带线理论基础（而不是仅仅将微带线概念作为提高集总参数器件性能的工具）。 频率越高，微带理论的指导意义就越显着。

对于集中式和分布式参数的电路，虽然工作频率越低，分布参数的作用特性越弱，但分布参数始终存在。 是否考虑分布参数对电路特性的影响没有明确的界限。 因此，微带线概念的建立对于数字电路及相关中频电路的PCB设计也具有重要意义。

 微带理论的基础和概念以及微波射频电路和PCB的设计理念实际上是微波双传输线理论的一个应用方面。 对于RF-PCB布线来说，每条相邻的信号线（包括不同边相邻的）形成一个特征，遵循双线的基本原理（后面会清楚地描述）。

虽然常见的微波射频电路在一侧设有接地板，使得其上的微波信号传输线趋于复杂的四端口网络，从而直接遵循耦合微带理论，但其基础仍然是两线理论 。 因此，在设计实践中，双线理论具有更广泛的指导意义。

总体来说，对于微波电路来说，微带理论具有定量的指导意义，属于两线理论的具体应用，而两线理论具有更广泛的定性指导意义。

 值得一提的是，两线理论给出的所有概念，从表面上看似乎与实际设计工作（尤其是数字电路和低频电路）无关，实际上是一种错觉。双线理论可以指导电子电路设计中的所有概念问题，尤其是PCB电路设计中。

虽然两线理论是建立在微波高频电路的前提下的，但只是因为高频电路中分布参数的影响变得显着，指导意义才显得尤为突出。在数字或低频电路中，与集中参数分量相比，分布参数可以忽略不计，两线理论的概念变得模糊。

然而，在设计实践中，如何区分高频电路和低频电路却常常被忽视。通常有哪些数字逻辑或脉冲电路？ 最明显的低频电路和带有非线性成分的中低频电路，一旦某些敏感条件发生变化，很容易体现出一些高频特性。 高端CPU的主频已达到1.7GHz，远远超过微波频率的下限，但仍然是数字电路。 由于这些不确定性，PCB 设计极其重要。

很多情况下，电路中的无源器件可以等效为特定规格的传输线或微带线，并且可以用双传输线理论及其相关参数来描述。

总之，可以认为双传输线理论是在综合所有电子电路特点的基础上诞生的。因此，严格来说，如果设计实践中的每个环节都基于双传输线理论所体现的理念，那么相应的PCB将面临很少的问题（无论电路应用在什么工作条件下）。