传输线带状线与微带线
微带线和带状线阻抗
微带线和带状线阻抗导言：微带线和带状线是在高频电路和微波领域中常用的传输线路结构。
它们由于其特殊的结构和材料选择，在高频信号传输中具有重要的应用价值。
本文将从微带线和带状线的概念、结构、特点以及阻抗等方面进行介绍和比较，以便更好地理解和应用这两种传输线路。
一、微带线微带线是一种常用的平面传输线路结构，由导体、介质和地面构成。
导体通常采用金属箔或薄膜形式，介质可以是空气、聚四氟乙烯（PTFE）等。
微带线的特点在于其导体位于介质的一侧，而另一侧与地面相隔一定距离。
1. 结构特点微带线的结构简单，由导体、介质和地面三部分组成。
导体通常是一条细长的金属带，宽度较窄，厚度较薄。
介质可以是空气、聚四氟乙烯等，其厚度相对导体较大。
地面一般采用金属层，作为微带线的底部。
2. 电磁特性由于微带线的特殊结构，其电磁特性与常规传输线路有所不同。
微带线主要有两种电磁模式，即TEM模式和TE模式。
TEM模式是指电磁波既不沿导体方向传播，也不沿介质方向传播，而是沿着微带线的平面方向传播。
TE模式是指电磁波仅沿着微带线的平面方向传播。
3. 阻抗特性微带线的阻抗取决于其结构参数和材料特性。
一般来说，微带线的阻抗较为灵活，可以通过调整导体宽度、介质高度和介电常数等参数来实现不同的阻抗匹配。
常见的微带线阻抗有50欧姆和75欧姆等。
二、带状线带状线是一种平面传输线路结构，其结构类似于微带线，但在导体形状和介质选择上有所不同。
带状线的导体通常是一条细长的金属带，宽度较宽，厚度较薄。
介质可以是聚四氟乙烯等。
1. 结构特点带状线的结构与微带线相似，由导体、介质和地面三部分组成。
导体通常是一条宽度较宽的金属带，厚度较薄。
介质可以是聚四氟乙烯等。
地面一般采用金属层，作为带状线的底部。
2. 电磁特性带状线的电磁特性与微带线类似，也有TEM模式和TE模式。
TEM模式是指电磁波既不沿导体方向传播，也不沿介质方向传播，而是沿着带状线的平面方向传播。
TE模式是指电磁波仅沿着带状线的平面方向传播。
微带线(microstrip)和带状线(stripline)
微带线(microstrip)和带状线(stripline)微带线剖面图适合制作微波集成电路的平面结构传输线。
与金属波导相比，其体积小、重量轻、使用频带宽、可靠性高和制造成本低等；但损耗稍大，功率容量小。
60年代前期，由于微波低损耗介质材料和微波半导体器件的发展，形成了微波集成电路，使微带线得到广泛应用，相继出现了各种类型的微带线。
一般用薄膜工艺制造。
介质基片选用介电常数高、微波损耗低的材料。
导体应具有导电率高、稳定性好、与基片的粘附性强等特点。
两个方面的作用在手机电路中，一条特殊的印刷铜线即构成一个电感微带线，在一定条件下，我们又称其为微带线。
一般有两个方面的作用：一是它把高频信号能进行较有效地传输；二是与其他固体器件如电感、电容等构成一个匹配网络，使信号输出端与负载很好地匹配。
1.PCB的特性阻抗Z0与PCB设计中布局和走线方式密切相关。
影响PCB 走线特性阻抗的因素主要有：铜线的宽度和厚度、介质的介电常数和厚度、焊盘的厚度、地线的路径、周边的走线等。
微带线2.当印制线上传输的信号速度超过100MHz时，必须将印制线看成是带有寄生电容和电感的传输线，而且在高频下会有趋肤效应和电介质损耗，这些都会影响传输线的特征阻抗。
按照传输线的结构，可以将它分为微带线和带状线。
在PCB的特性阻抗设计中，微带线结构是最受欢迎的，因而得到最广泛的推广与应用。
最常使用的微带线结构有4种：表面微带线（surfacemicrostrip）、嵌入式微带线（embedded microstrip）、带状线（stripline）、双带线（dual-stripline）。
2.微带线是位于接地层上由电介质隔开的印制导线，它是一根带状导线(信号线)．与地平面之间用一种电介质隔离开。
印制导线的厚度、宽度、印制导线与地层的距离以及电介质的介电常数决定了微带线的特性阻抗。
如果线的厚度、宽度以及与地平面之间的距离是可控制的，则它的特性阻抗也是可以控制的。
微带线和带状线设计
MT-094 指南微带线和带状线设计简介 人们撰写了大量文章来阐述如何端接PCB走线特性阻抗以避免信号反射。
但是，妥善运用 传输线路技术的时机尚未说清楚。
下面总结了针对逻辑信号的一条成熟的适用性指导方针。
当PCB走线单向传播延时等于或大于施加信号上升/下降时间(以最快边沿为准)时端接传输 线路特性阻抗。
例如，在Er = 4.0介电质上2英寸微带线的延时约270 ps。
严格贯彻上述规则，只要信号上升 时间不到~500 ps，端接是适当的。
更保守的规则是使用2英寸(PCB走线长度)/纳秒(上升/下降时间)规则。
如果信号走线超过 此走线长度/速度准则，则应使用端接。
例如，如果高速逻辑上升/下降时间为5 ns，PCB走线等于或大于10英寸(其中测量长度包括 曲折线)，就应端接其特性阻抗。
在模拟域内，必须注意，运算放大器和其他电路也应同样适用这条2英寸/纳秒指导方针， 以确定是否需要传输线路技术。
例如，如果放大器必须输出最大频率fmax，则等效上升时 间tr和这个fmax相关。
这个限制上升时间tr可计算如下： tr = 0.35/fmax 等式 1然后将tr乘以2英寸/纳秒来计算最大PCB走线长度。
例如，最大频率100 MHz对应于3.5 ns的 上升时间，所以载送此信号的7英寸或以上走线应视为传输线路。
PCB板上受控阻抗走线的设计 在受控阻抗设计中，可以采用多种走线几何形状，既可与PCB布局图合二为一，也可与其 相结合。
在下面的讨论中，基本模式遵循IPC标准2141A的规定(见参考文献1)。
Rev.0, 01/09, WKPage 1 of 7MT-094请注意，下面的图示中将使用术语“接地层”。
需要了解的是，该接地层实际上是一个大面 积、低阻抗的参考层。
在实践中，可能是一个接地层或电源层，假定二者的交流电位均为 零。
首先是简单的平面上布线形式的传输线路，也称微带线。
图1所示为横截面视图。
微带线和带状线
微带线和带状线微带线和带状线在现代通信领域，微带线和带状线是最常见的两种传输线类型。
它们各自具有独特的优点和应用场景，被广泛用于微波电路、射频电路等领域。
本文将对微带线和带状线进行详细介绍。
1.微带线微带线是一种平板传输线，通常由金属线路和绝缘基板组成。
微带线具有结构简单、成本低廉和易于制造的优点，因此在微波电路和射频电路中被广泛应用。
微带线的特性阻抗随着基板尺寸和介电常数的变化而变化，因此可以通过调整基板参数来实现特定的阻抗匹配。
微带线的主要应用场景包括天线、滤波器、功率分配器、耦合器等。
其中，微带天线是最常见的应用之一。
由于微带线可以在基板表面上实现，因此形成天线的成本和制造难度要低得多。
此外，由于微带线的结构可以自由设计，因此可以用来实现各种不同类型的天线，例如贴片天线、宽带天线、喇叭天线等。
2.带状线带状线是一种同轴传输线，由两个同心的导体组成，中间的空气或绝缘材料将它们分开。
带状线的特点是阻抗稳定，衰减小，可靠性高，因此在高频、高速信号传输系统中得到了广泛应用。
带状线的主要应用场景包括高速数据传输、精密测量、信号传输等。
例如，在高速数据传输系统中，带状线可以用来连接各种高速设备，例如CPU、存储器、芯片等。
由于带状线的阻抗稳定，因此它可以减少信号折射和反射，提高系统的可靠性和传输速度。
另外，带状线还可以用于精密测量。
例如，在用于测量电磁脉冲的场合，带状线可以提供稳定且可靠的传输路径，并保持信号的完整性和准确性。
此外，在信号传输方面，带状线可以用来连接各种高性能设备，例如放大器、滤波器等，以实现高保真、高速度的信号传输。
总之，微带线和带状线均是非常重要的传输线类型，具有独特的应用场景和优点。
在通信领域不断发展的今天，它们将继续发挥着重要作用，为高频、高速信号传输系统的发展提供技术支持。
pcb布线中的微带线和带状线设计
PCB布线中的微带线和带状线到底是哪个部分啊?1 特性阻抗近年来，在数字信号速度日渐增快的情况下，在印制板的布线时，还应考虑电磁波和有关方波传播的问题。
这样，原来简单的导线，逐渐转变成高频与高速类的复杂传输线了。
在高频情况下，印制板（PCB）上传输信号的铜导线可被视为由一连串等效电阻及一并联电感所组合而成的传导线路，如图1所示。
只考虑杂散分布的串联电感和并联电容的效应，会得到以下公式：式中Z0即特性阻抗，单位为Ω。
PCB的特性阻抗Z0与PCB设计中布局和走线方式密切相关。
影响PCB走线特性阻抗的因素主要有：铜线的宽度和厚度、介质的介电常数和厚度、焊盘的厚度、地线的路径、周边的走线等。
在PCB的特性阻抗设计中，微带线结构是最受欢迎的，因而得到最广泛的推广与应用。
最常使用的微带线结构有4种：表面微带线（surface microstrip）、嵌入式微带线（embedded microstrip）、带状线（stripline）、双带线（dual-stripline）。
下面只说明表面微带线结构，其它几种可参考相关资料。
表面微带线模型结构如图2所示。
Z0的计算公式如下：对于差分信号，其特性阻抗Zdiff修正公式如下：公式中：——PCB基材的介电常数；b——PCB传输导线线宽；d1——PCB传输导线线厚；d2——PCB介质层厚度；D——差分线对线边沿之间的线距。
从公式中可以看出，特性阻抗主要由、b、d1、d2决定。
通过控制以上4个参数，可以得到相应的特性阻抗。
2 信号完整性（SI）SI是指信号在电路中以正确的时序和电压作出响应的能力。
如果电路中的信号能够以要求的时序、持续时间和电压幅度到达IC，则该电路具有较好的信号完整性。
反之，当信号不能正常响应时，就出现了信号完整性问题。
从广义上讲，信号完整性问题主要表现为5个方面：延迟、反射、串扰、同步切换噪声和电磁兼容性。
延迟是指信号在PCB板的导线上以有限的速度传输，信号从发送端发出到达接收端，其间存在一个传输延迟。
微波技术微带相关传输线
偶模(Even Mode)：当给两根微带线输入幅度相等、相位相 同的电压 Ve 时，其电场线分布是一种相互排斥的偶对称分 布，如图 2(b)所示。 这种相对于中心对称面具有偶对称 分布的模式就称为偶模，用下标“e”表示。
Vo
Vo
Ve
Ve
图 2
平行耦合带线的奇偶模电场线分布
当给两线输入的是任意电压 V1 和 V2 时，可以把 V1 和 V2 分解成一对奇、偶模分量，使 V1 等于两分量之和，V2 等于两分量之差，即
V1 Ve Vo V2 Ve Vo
由上式可解得相应的奇模电压 Vo 和偶模电压 Ve，即
Vo
Vo
Ve
Ve
图 2
平行耦合带线的奇偶模电场线分布
当给两线输入的是任意电压 V1 和 V2 时，可以把 V1 和 V2 分解成一对奇、偶模分量，使 V1 等于两分量之和，V2 等于两分量之差，即
三、平行耦合微带线的特性参量
从图 2 可以看出，奇模激励时，对称面上电场切向分 量为零，为电壁(Electric Wall)； 偶模激励时，对称面 上磁场切向分量为零，为磁壁(Magnetic Wall)。 因此，在奇、 偶模激励时，求其中一根传输线的特性参量时，可将另一 根线的影响用对称面处的电(磁)壁来等效。
Vo
Vo
Ve
Ve
图 2
平行耦合带线的奇偶模电场线分布
与单根微带线一样，在耦合微带线中也引入有效介电 常数的概念。由于有效介电常数决定于场在介质中和在空 气中的相对比值，而奇、偶模的场分布是不同的，故奇、 偶模激励时的相对有效介电常数 eo 和 ee 不同。 因此，奇 模相速和偶模的相速分别由下式确定
(b)微带线的演变过程
带状线和微带线
由于其结构简单，易于制作和 加工，因此微带线在微波集成 电路中占据了主导地位。
微带线还具有低辐射、低损耗 和高可靠性等优点，因此在无 线通信、雷达、电子战等领域 得到了广泛应用。
微带线的应用场景
微带线在微波和毫米波频段的应 用非常广泛，如卫星通信、雷达、 电子战、高速数字信号处理等领
域。
在微波集成电路中，微带线被用 作信号传输线、元件和电路之间
带状线和微带线
目录
• 带状线介绍 • 微带线介绍 • 带状线和微带线的比较 • 带状线和微带线的制作工艺 • 带状线和微带线的未来发展
01 带状线介绍
带状线的定义
定义
01
带状线是一种传输线结构，由一条金属带和两侧的接
地面构成。
结构
02 金属带通常由铜、铝或其它导电材料制成，宽度和厚
度根据需要而定。接地面通常为金属板或导电层。
制作过程中需要严格控制工艺参数，如温度、压力、时间等，以确保 导体和绝缘层的厚度、宽度以及间距的精度。
尺寸缩小与精度控制
随着通信技术的发展，对带状线和微带线的尺寸和精度要求越来越高， 需要不断提高制作工艺的精度和稳定性。
可靠性问题
带状线和微带线在制作和使用过程中可能会受到环境因素的影响，如 温度、湿度、机械应力等，需要采取措施提高其可靠性。
导体制作
利用电镀或溅射技术在光刻胶 保护下形成导带，去除光刻胶 后得到微带线导体。
表面处理
对微带线导体表面进行清洗、 干燥和保护处理，确保其具有 良好的导电性能和稳定性。
制作工艺的难点和挑战
材料选择与制备
带状线和微带线对材料的要求较高，需要选择合适的导电材料和绝缘 材料，并确保其性能稳定可靠。
制程控制
微带相关传输线
1 o 1 V = 2(V −V2 ) V = 1(V +V2 ) e 2 1
分成奇模和偶模之后， 将 V1 和 V2 分成奇模和偶模之后，就可以针对奇模和 偶模这两种特殊而简单的情况分别进行分析， 偶模这两种特殊而简单的情况分别进行分析 ， 然后再利用 所得结果分析原问题的特性，这就是“奇偶模参量法” 所得结果分析原问题的特性，这就是“奇偶模参量法”。
图 1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
耦合微带线结构示意图
二、奇偶模参量法
奇模(Odd Mode)：当给两根微带线输入幅度相等、相位 奇模 ：当给两根微带线输入幅度相等、 相反的电压 Vo 和 −Vo 时，其电场线分布是一种奇对称 分布， 分布，如图 2(a)所示。 这种相对于中心对称面具有奇 ( )所示。 对称分布的模式就称为奇模，用下标“ ” 对称分布的模式就称为奇模，用下标“o”表示 。
三、平行耦合微带线的特性参量
可以看出，奇模激励时 激励时， 从图 2 可以看出，奇模激励时，对称面上电场切向分 量为零， 电壁(Electric Wall)； 偶模激励时 激励时， 量为零，为电壁(Electric Wall)； 偶模 激励时 ， 对称面 上磁场切向分量为零， 磁壁(Magnetic Wall)。 在奇、 因此， 上磁场切向分量为零，为磁壁(Magnetic Wall)。 ，在奇、 因此 偶模激励时， 求其中一根传输线的特性参量时， 偶模激励时 ， 求其中一根传输线的特性参量时 ， 可将另一 根线的影响用对称面处的电( 壁来等效。 根线的影响用对称面处的电(磁)壁来等效。
三、微带线的特性阻抗等参量
由于微带线包含空气和介质基片两种介质， 由于微带线包含空气和介质基片两种介质 ， 为了分析 方便起见，通常引入“ 的概念。 方便起见，通常引入“有效介电常数 εe”的概念。 在微带尺寸及其特性阻抗不变的情况下， 有效介电常数εe: 在微带尺寸及其特性阻抗不变的情况下， 用一均匀介质完全填充微带周围空间， 用一均匀介质完全填充微带周围空间 ， 以取代微带的混合 介质， 介质 ， 该假想均匀介质的相对介电常数称为有效介电常数 εe。 引入有效介电常数以后， 微带线的特性参量就可以用 引入有效介电常数以后 ， 均匀介质来处理了。 ， 微带线的特性阻抗等各参量可由 均匀介质来处理了。 于是， 于是 以下公式确定
微带线与带状线
带状线：走在内层(stripline/double stripline),埋在PCB内部的带状走线，如下图所示。
蓝色部分是导体，绿色部分是PCB的绝缘电介质，stripline是嵌在两层导体之间的带状导线。
因为stripline是嵌在两层导体之间，所以它的电场分布都在两个包它的导体（平面）之间，不会辐射出去能量，也不会受到外部的辐射干扰。
但是由于它的周围全是电介质（介电常数比1大），所以信号在stripline中的传输速度比在microstrip line中慢！微带线：是走在表面层(microstrip),附在PCB表面的带状走线，如下图所示。
蓝色部分是导体，绿色部分是PCB的绝缘电介质，上面的蓝色小块儿是microstrip line。
其中黄色部分是环氧有机材料。
由于microstrip line（微带线）的一面裸露在空气里面（可以向周围形成辐射或受到周围的辐射干扰），而另一面附在PCB的绝缘电介质上，所以它形成的电场一部分分布在空中，另一部分分布在PCB的绝缘介质中。
但是microstrip line中的信号传输速度要比stripline中的信号传输速度快，这是其突出的优点！影响PCB走线特性阻抗Z0的因素主要有：铜线的宽度和厚度、介质的介电常数和厚度、焊盘的厚度、地线的路径、周边的走线等。
在PCB的特性阻抗设计中，微带线结构是最受欢迎的，因而得到最广泛的推广与应用。
最常使用的微带线结构有4种：表面微带线（surface microstrip）、嵌入式微带线（embedded microstrip）、带状线（stripline）、双带线（dual-stripline）。
微带线的接地参考层和高速信号线在不同layer？比如L1/L2但是共面波导的接地参考层和高速线在同一个layer，就是高速线包地。
就是说高速信号两边铺铜，铜的属性是地覆铜板/层压板（Laminate）半固化片（Prepreg）Prepreg：半固化片，又称预浸材料，是用树脂浸渍并固化到中间程度(B阶)的薄片材料。
圆波导、同轴线、带状线、微带线简介
1、3 带状线简介
带状线的结构 带状线的结构如下图所示，由一个宽度为W， 厚度为t的中心导带和相距为d的上、下两块接地 板构成，接地板之间填充 r 的均匀介质。 带状线支持TEM波传输，这也是带状线的主 模式。同时带状线可认为是由同轴线演变而来， 故存在高次波形TE或TM模。一般可通过选择带 状线的横向尺寸来抑制高次模的出现，当取 min min b W 时可保证TEM波主模单模工 2 r 2 r 作。
2.7 10 Rs r Z 0 A 30 (b t ) c 0.16 Rs B Z 0b
r Z0 120
r Z0 120
带状线简介
Rs f / 为导体表面电阻，且 式中，
2W 1 b t 2b t A 1 ln bt bt t
同轴线简介
同轴线结构图
同轴线简介
同轴线的场方程 求解同轴线中的TEM波各场量，就是在柱坐标系 下求解横向分布函数φ所满足的拉普拉斯方程。 求得的同轴线中TEM波的横向场分量为：
E0 j z Et ar e r E0 j z HБайду номын сангаасt a e r
其中，E0是振幅常数，η ＝120π/ 是TEM波的 波阻抗。
圆波导
圆波导TM01场结构分布图
圆波导 线（ρ＝0）附近最强。根据上述特点，它可以有 效地和轴向流动的电子流交换能量, 由此将其应 用于微波电子管中的谐振腔及直线电子加速器中 的工作模式。
1、2 同轴线简介 同轴线的概念 同轴线是一种典型的双导体传输系统, 它由内、 外同轴的两导体柱构成, 中间为支撑介质。其中, 内、 外半径分别为a和b, 填充介质的磁导率和介电常数 分别为μ 和ε。 同轴线是微波技术中最常见的TEM模传输线，它 既能支持TEM波传输，也能支持TE、TM波传播。 同时，同轴线是一种宽频带微波传输线，因此它得 到广泛的应用。其结构如下图所示。
PCB布线中的微带线和带状线设计
PCB布线中的微带线和带状线设计在PCB布线设计中，微带线和带状线是两种常用的传输线形式。
它们在不同的应用和场景中有着各自的优势和特点，设计微带线和带状线需要考虑到信号传输的性能、电磁兼容性等方面。
本文将详细介绍微带线和带状线的设计原理、特点以及布线规范，以帮助读者更好地实现PCB布线设计。
一、微带线设计1.微带线的结构微带线是一种印刷线路，由导线、介质层和接地层构成。
其中，导线的材料通常为铜，介质层的材料有FR-4等。
微带线的特点是在一侧与接地层直接相连，而在另一侧与空气或介质相接。
这种结构使得微带线具有较高的阻抗控制能力。
2.微带线的特点微带线设计中的关键参数包括线宽、线距、介质常数、厚度等。
其中，线宽和线距是影响微带线阻抗的主要参数。
通常情况下，增大线宽可以降低微带线的阻抗，而增大线距则会提高微带线的阻抗。
因此，在微带线设计中需要根据具体的要求来选择适当的线宽和线距。
3.微带线的设计规范在PCB布线设计中，为了确保微带线的性能和稳定性，需要遵循一些设计规范。
首先是根据信号频率和传输距离来确定微带线的参数，以满足阻抗匹配要求。
其次是避免尖角和转角，尽量采用圆滑的布线路径。
此外，在微带线的接头处应采用过渡角度，避免信号反射和损耗。
4.微带线的应用微带线在高速数据传输中被广泛应用，例如在通信系统、网络设备、射频模块等领域。
微带线具有较高的阻抗控制能力和信号传输性能，能够有效减少信号的失真和干扰。
因此，合理设计微带线在PCB布线中起着至关重要的作用。
1.带状线的结构带状线是一种多层印刷线路，由导线、介质层和接地层构成。
不同于微带线，带状线的导线被夹在介质层之间，与接地层相隔一层介质。
这种结构使得带状线具有更高的阻抗稳定性和信号完整性。
2.带状线的特点带状线的设计中，关键参数包括导线的宽度、间隔、介质常数、厚度等。
与微带线相比，带状线具有更高的阻抗控制能力和抗干扰能力，适用于高速数据传输和射频模块设计。
微波课件第31节
Z0 其中，vp为相速。
L/C 1
pC
只要求出带状线的单位长分布电容C，则就可求得其特性阻抗。
求解分布电容的方法很多，但常用的有等效电容法和保角变换法。
由于计算结果中包含了椭圆函数而且对有厚度的情形还需修正， 不便于工程应用。下面给出了一组比较实用的公式，这组公式分为 导带厚度为零和导带厚度不为零两种情况。
《微波技术与天线》
第三章 微波集成传输线之•微带传输线
导体衰减通常由以下公式给出（单位Np/m）：
c
2.7 103 RS r 30 (b t)
Z
0
0.16Rs
B
A
Z0b
r Z0 120 r Z0 120
其中，Rs为导体的表面电阻，而
A 1 2w 1 b t ln 2b t
1.带状线(strip line)
带状线的演化过程及结构
带状线又称三板线，它由 两块相距为b的接地板与 中间的宽度为W、厚度为 t的矩形截面导体构成， 接地板之间填充均匀介质
或空气
带状线是由同轴线演化而来的，即将同轴线的外导体对半分 开后，再将两半外导体向左右展平，并将内导体制成扁平带线， 从其电场分布结构可见其演化特性。显然带状线仍可理解为与同 轴线一样的对称双导体传输线，传输的主模是TEM模。也存在
第三章 微波集成传输线之•微带传输线
（b）导带厚度不为零时的特性阻抗Wheeler完成具体工 作如下:
Z0
30
r
ln 1
4 1 πm
8
1 m
8 π
1 m
2
6.27
式中， m w w
bt bt
w bt
x
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ (1
微波射频笔记3.微带线与带状线介绍
微带线1.随便介绍一下①用途：微带功分器、微带耦合器、微带滤波器、PCB板布线、微带天线...②优点：易于有源、无源电路集成③走线原则：①尽量短②尽量平滑③尽量正交微带布线的弯曲，宽度突变，接头处会引入寄生电抗，影响匹配，可以通过去处一部分导体来实现补偿，可借鉴下图：2.选用指南微带板导体一般选用金银铜这三种，最常用的铜箔厚度有35um和18um两种。
铜箔越薄,越易获得高的图形精密度,所以高精密度的微波图形应选用不大于18um的铜箔。
目前的铜箔类型有压延铜箔和电解铜箔两类。
压延铜箔较电解铜箔更适合于制造高精密图形,所以在材料订货时,可以考虑选择压延铜箔的基材板。
压延法制造的铜箔要求铜纯度高(一般≥99.9%)，铜箔弹性好，适用于挠性板、高频信号板等高性能PCB的制造，在产品说明书中用字母“W”表示。
电解铜箔则用于普通PCB的制造，铜的纯度稍低于压延法所用的铜纯度(一般未99.8%)，并用字母“E”表示3.高段位玩法在射频微波电路中，微带线结构可以模拟实现集总参数元件；若传输线长度＜λ/8，则给定频率时，L正比于Z0，C反比于Z0，若使Z0很大，则L很大，C 很小以至于可以忽略。
故串联电感可用高阻抗微带线代替，同理并联电容可用低阻抗微带线实现。
如上图，一段半波长微带线跨接在主传输线上，两端开路，其中长度＜λ/4的相当于电容，而＞λ/4的相当于电感。
带状线1.结构：一般是微带线上在盖一层相同厚度的基板，上下都接地，也可以看成是同轴线的一种；带状线也支持高阶TM模和TE模，因此需要避免，可采用：一、短路螺钉将上下两面地短路；二、两平面间距离小于λ/4。
2.用途：常用于耦合器3.优点：封闭的电磁场，故损耗比微带线小，相同频率下比微带更小型化；4.其余各项要求性能与微带线相似。
第三章5微带相关传输线
图 1
耦合微带线结构示意图
二、奇偶模参量法
奇模(Odd Mode)：当给两根微带线输入幅度相等、相位 奇模 ：当给两根微带线输入幅度相等、 相反的电压 Vo 和 −Vo 时，其电场线分布是一种奇对称 分布， 分布，如图 2(a)所示。 这种相对于中心对称面具有奇 ( )所示。 对称分布的模式就称为奇模，用下标“ ” 对称分布的模式就称为奇模，用下标“o”表示 。
三、平行耦合微带线的特性参量
可以看出，奇模激励时 激励时， 从图 2 可以看出，奇模激励时，对称面上电场切向分 量为零， 电壁(Electric Wall)； 偶模激励时 激励时， 量为零，为电壁(Electric Wall)； 偶模 激励时 ， 对称面 上磁场切向分量为零， 磁壁(Magnetic Wall)。 在奇、 因此， 上磁场切向分量为零，为磁壁(Magnetic Wall)。 ，在奇、 因此 偶模激励时， 求其中一根传输线的特性参量时， 偶模激励时 ， 求其中一根传输线的特性参量时 ， 可将另一 根线的影响用对称面处的电( 壁来等效。 根线的影响用对称面处的电(磁)壁来等效。
图 1
耦合微带线结构示意图
当两根导线中的一根受到信号源的激励时， 当两根导线中的一根受到信号源的激励时 ， 它的一部 分能量将通过分布参数的耦合作用逐步转移给第二根导线， 分能量将通过分布参数的耦合作用逐步转移给第二根导线 ， 而第二根导线又把部分能量再转移给第一根导线， 而第二根导线又把部分能量再转移给第一根导线 ， 而以上 过程又不断地重复进行。 因此， 耦合微带线上的电压、 过程又不断地重复进行。 因此 ， 耦合微带线上的电压 、 电流分布规律是很复杂的。 这一复杂问题， 通常采用“ 电流分布规律是很复杂的。 这一复杂问题 ， 通常采用 “ 奇 偶模参量法”将其分解成两个简单的问题来处理。 偶模参量法”将其分解成两个简单的问题来处理。
PCB布线中的微带线和带状线设计
PCB布线中的微带线和带状线设计在PCB布线设计中，微带线和带状线是两种常用的传输线结构。
它们被广泛应用于高频电路中，如射频电路和微波电路，以保证信号的传输质量和减小传输损耗。
本文将详细介绍微带线和带状线的概念、设计原理和性能特点。
一、微带线的概念和设计原理微带线是一种平面传输线结构，由一条导体线和接地平面构成。
导体线通常位于接地平面的上方，与接地平面通过介质层相隔一定的距离。
微带线的导体线可以是导线或导电层，接地平面则是铜层或称为接地层。
在微带线中，信号的传输主要是通过导体线的电磁场耦合在介质层中进行，同时也有一部分能量通过导体线与接地平面之间的电容耦合进行传输。
微带线的电磁场分布主要由两个因素决定：导体线的宽度和导体线与接地平面之间的距离。
这两个因素共同决定了微带线的特性阻抗和传播特性。
通常情况下，当微带线的宽度增加时，阻抗会降低，但是传输损耗会增加；当微带线与接地平面的距离增加时，阻抗会增加，但是传输损耗会降低。
因此，在设计微带线时需要根据具体应用要求权衡选择合适的宽度和距离。
微带线的设计还需要考虑到导体线的长度和弯曲，因为这些因素会对传输线的电磁性能产生影响。
导体线的长度应尽量避免过长，因为导体线长度的增加会导致信号的传输延迟和功率损耗的增加。
而弯曲则会引入信号反射和散射，影响传输线的匹配和信号完整性。
二、带状线的概念和设计原理带状线是一种常用的传输线结构，由一条狭窄的导体线嵌在介质层中，上面覆盖着一层接地平面。
带状线的导体线与接地平面之间的距离通常比微带线小，这样可以实现更高的功率传输和更低的传输损耗。
带状线的设计与微带线类似，主要考虑的因素包括导体线的宽度、导体线与接地平面之间的距离以及导体线的长度和弯曲。
不同的是，带状线相比微带线更适用于高功率、高频和窄带的应用。
带状线的导体宽度可以选择得更窄，这样可以实现更高的特性阻抗。
同时，带状线的传输电磁场主要分布在导体线附近，相对于微带线来说，带状线的电磁场集中度更高，能够实现更好的信号耦合效果。
带状线和微带线课件
E z(x,b)0
E z(x,0)0
理想导体表面， 电“立”
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3
3. TM波（E波）[6]
• 物理意义：
•
Z向无限长的理想波导中，沿此方向的场有 的行波特征。
e jz
• 在z＝常数的横截面内，导波场有驻波励的强度。
• 任意一对m，n的值对应一个基本波函数，为一本 征解，所以这些波函数的组合也应是方程（48）
磁场为：
H r(r ,,z ) 1 z ˆ E r0 t(r ,) e jzr ln ˆ V ( b 0 /a )e jz ˆE m e jz
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18
同轴线TEM导模场结构
E
H
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19
传输特性
相速度与波导波长
TEM： kc0,c ,k
相速度 v p v
c
r
R & (r)cln(r)D 17
E 0 t(r,) t(r,) (r ˆ ( r r,) r ˆ (r ,))
rˆ V0 r ln(b / a)
因此电场为：
E r(r ,,z ) E r0 t(r ,) e jz r ln r ˆ ( V b 0 /a )e jz r ˆ E m e jz
③利用边界条件确定系数
得 E z ( r ,) A [ B 1 J n ( u ) B 2 Y n ( u )c ]n o s 0 )(
（1）有限值条件：波导中任何地方的场为有限值
B2 0
（2）单值条件：波导中任何地方的场必须单值 （周期边界）
得 E & z(r,)E & z(r,2n ) n＝0，1，2，…
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36
到底微带线和带状线延时上的差别有多大？
到底微带线和带状线延时上的差别有多大？
大家在对一些数据总线处理等长的时候，都知道要同组同层，除了免去过孔带来的传输延时之外，微带线和带状线由于信号传输速度的不同，同样长度的走线延时也是有差别。
我们绕等长的最终目的是为了满足时间上的等长而不是单纯走线长度上的物理等长。
到底微带线和带状线延时上的差别有多大，绕等长的时候过孔的长度要不要算进去，可能有个具体的数据会更直观点。
下面我们来将这些数据进行估算和量化。
1.微带线和带状线传输时延
PCB中微带线是指走线只有一个参考面，带状线是指走线有两个参考面。
带状线由于电磁场都被束缚在两个参考面之间的板材中，所以走线的有效介电常数为板材的介电常数。
微带线会导致部分电磁场暴露在空气中，空气的相对介电常数约为1.0006，板材如常规FR4的介电常数为4.2，那幺微带线的有效介电常数在1和4.2之间。
现在以特定的FR4板材和层叠结构来量化微带线和带状线的传输延时。
1.微带线层叠和时延。
微带线和带状线的异同
微带线和带状线的异同2007-8-6 9:45:28 资料来源:PCBCITY 作者:1.微带线(microstrip)是一根带状导(信号线)．与地平面之间用一种电介质隔离开。
如果线的厚度、宽度以及与地平面之间的距离是可控制的，则它的特性阻抗也是可以控制的。
2.带状线(stripline)是一条置于两层导电平面之间的电介质中间的铜带线。
如果线的厚度和宽度、介质的介电常数以及两层导电平面间的距离是可控的，那么线的特性阻抗也是可控的.单位长度微带线的传输延迟时间，仅仅取决于介电常数而与线的宽度或间隔无关因为微带线(microstrip)一面是FR4（或者其他电介质）一面是空气（介电常数低）因此速度很快，利于走对速度要求高的信号（例如差分线，通常为高速信号，同时抗干扰比较强）带状线(stripline)两边都有电源或者底层，因此阻抗容易控制，同时屏蔽较好，但是信号速度慢些。
通常同样的介质条件微带线(microstrip)的损耗小（线宽），带状线(stripline)的损耗大（线细，有过孔）。
至于速度我就不理解了。
微带线(microstrip)是准TEM波，带状线(stripline)是TEM 波，相速都是光速。
做什么电路都够了。
下面是几个比较典型的阻抗值：(注：1oz=0.035毫米，这里的W，H，T的意义可以参考微带线的定义)那么在一个产品中应该用什么样的传输线比较好呢，微带线还是带状线（还是不对称带状线）。
应该根据这几种传输线的特点来确定，应该注意一下几个方面：一，是否满足PCB的工艺需求？例如PCB的板厚最小线宽等，带状线在同样板厚的情况下线宽最小，这时候就有可能超出PCB板厂的最小线宽要求。
二，抗干扰能力要求。
传输线有可能干扰其他电路，或者有可能被其他电路干扰。
例如在手机中PA到天线的传输线有可能干扰到音频电路使其产生217Hz 的TDMA噪声，或者传输线会受到本地时钟电路的高次谐波的影响而使手机在某几个信道上接收灵敏度降低。
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n
a
cos
nx
a
cosh
ny
a
0
An
cos
nx
a
cosh
n
a
b
yb
yb 2 2 y
b
➢ 中心导带上的电荷密度
s Dy x, y b / 2 Dy x, y b / 2
s
2 0 r
n1,3,5,..
An
n
a
cos
nx
a
cosh
屏蔽带状线的电位方程和边界条件
t2 x, y 0 x a 2,0 y (3.200)
主要分析方法（TEM模）
✓ 采用静场分析方法
保角变换
求解电位的拉普表拉征斯参方数程：
用途：
特征阻抗Z0 传播常数β
衰减常数α
✓ 微波无源集成电路。特别适
合多层微波集成的中间层。
相速
vp c r (3.176)
传播常数
vp
0 0 r
r k0 (3.177 )
计算特征阻抗的经验公式
nb
2a
(3.187 )
系数An的求解 ➢ 中心导体表面电荷分布的简单假设
s
x
1 0
x x
W W
2 (3.188) 2
➢ 利用三角函数的正交性，得到系数An
An
n
2a sinnW 2a 20 r coshnb /
2a3.189
带状线单位长度电容
➢ 中心导体的电压
V
b 0
2 Ey x
0,
（中心导体零厚度）
Z0
30 r
we
b (3.179a) 0.441b
• We是中心导体的有效宽度， 即
特征阻抗
Z0
L 1 (3.178) C vpC
we b
w b
0
0.35
w
2
b
w 0.35 b w
b
(3.179b) 0.35
带状线设计的逆公式
导体衰减
•
其中 W b
0.85
ydy
n1,3,5,..
An
sinh
nb (3.190 )
2a
➢ 中心导体单位长度的电荷
Q
W W
2 2
s
dx
W
(C
/
m)3.191
➢ 单位长电容
C Q V
2a
sin
W
nW /
2asinh
nb
/
2a
Fd
/
m(3.192)
n1,3,5,.. n 2 0 r cosh nb / 2a
✓ 采用照相印刷工艺,精度高,工艺重 复性好。
有效介电常数
e
r 1
2
r
2
2
1
(3.195 )
112d /W
特征阻抗
Z0
60 ln 8d W W d 1
r W 4d
120
W d 1
r
W d
1.393 0.667ln W d
1.444
给定特征阻抗和介电常数求W/d
W d
2.构成（金属导带、接地板、介质板）及要求
3. 基本结构（对称微带、不对称微带）
带状线
微带线
结构
基本要素
• 支撑介质的介电常数εr
• 上下接地板间距b • 中心导带宽度W
同轴线
电力线 磁力线
制作方法
特点：
✓ 基模为TEM模。 ✓ 填充均匀介质，不存在色
散。 ✓ 也可以存在TE和TM的高
次模，即有单模传输的频 率上限。可由上下接地板 的距离来控制。
微带线的结构与基表本征要参素数：
➢ 中心导带宽度W ➢ 介质基片厚度 d
特征阻抗Z0
传播常数β
➢ 介质相对介电常数εr 衰减常数α
基本特点
平行双导线
电力线
✓ 传输准TEM模，特征阻抗、相速、 传播常数等可由静态或准静态方法 获得
✓ 不是纯TEM模，存在轻微的色散
磁力线
平面电路，适合有源器 件的安装，是最适合微 波集成电路的传输线
x 0.6
r Z0 x
120 r Z0
(3.180a) 120
c
2.17 103 Rs r Z0
30 b t
0.16Rs B
Zo0b
A r Z0 120
Np / m
r Z0 120
x 30 0.441(3.180b) r Z0
• 其中
A
1
2W bt
1
b b
t t
ln
2b t
t
• t为带状线中心导体的厚 度
B
1
b
0.5W
0.7t
0.5
0.414 t W
1 2
ln
4W t
1.有一根聚四氟乙烯（εr＝2.1）附铜板带状线， 已知b＝5mm，t＝0.25mm，W＝2mm，求此 带状线的特性阻抗。 若W＝4mm，求此带状线的特性阻抗。
2.设计一根特性阻抗为50欧姆的带状线，所选基 板为罗杰斯5880的附铜板带状线（ εr＝2.2）， 求此带状线的W/b的值。 若所选基板的εr＝9，求W/b的值。
2
B
1
ln 2 B
8eA (W d e2A 2
1
r 2 r
1
ln
B
1
2 0.39
0.61 r
W
d
(3.197) 2
• 其中
A Z0 60
r 1
2
r r
1 1
0.23
0.1r 1
B 377 2Z0 r
vp c / e
1 e r
传播常数
vp
k0
e
介质损耗 导体损耗
d
k0r (e 1) tan 2 e (r 1)
Z0随W的增加而减小 Z0相同，基板的介电常数εr越小，W/b的值越大
屏蔽带状线的电位方程和边界条件
t2x, y 0 x a 2,0 y b(3.182)
x, y xa 2 0(3.183 a) x, y y0,b 0(3.183b)
✓ 由于中心导带上存在电荷密度，在y=b/2处场不连续。应 分别求两个区域（0<y<b/2和b/2<y<b的解。
➢ 由分离变量法，并考虑到边界条件，有
x,
y
n1
n1 odd
Bn
An
c
os
nx
a
s
inh
cos nx sinh n
a a
ny 0 y b
a
b yb 2
2 y
b
odd
• 电位在b/2处必须连续，有An=Bn
➢ 电场强度y分量
Ey
y
n1,3,5..
n
Np / m
c
Rs Z0W
Np / m
1.聚苯乙烯（εr＝2.55）微带的特性阻抗Z0＝50 欧，求其形状比W/h值。
若Z0＝50欧的微带制作在Al2O3 （εr＝9.9）基 板Z上0随，W求的其增形加状而比减W小/d值。
2.计Z0算相微同带，线基的板宽的度介电和常长数度ε，r越要小求，在W3/.d0的GH值z越有大 75欧的特性阻抗和90º相移。基片厚度为d＝ 0.127cm， εr＝2.20。
引言
波导 同轴线 带状线 微带线
介质基板的要求： 介电常数高，随频率的变化小 损耗小 纯度高，均匀、各向同性 与导体的粘附性好 导热性好 有一定的机械强度、便于切割等 化学稳定性好，耐腐蚀 价格便宜
1.主要用途
导体的要求： 电阻率低 电阻随温度的变化系数小 粘附性好 易腐蚀，易焊接 易于沉积电镀