什么是微带线

微带线

一般的传输线由两个或两个以上的导体组成，用来传输横电磁波（TEM波），常见

的传输线有双线、同轴线、带状线和微带线等。其中，微带线是最普遍使用的平面传输

线之一，微带线可以用光刻工艺制作，并且易于与其他无源和有源器件集成，因此被广

泛应用于印刷电路板中。

在精密电路设计中，人们往往容易忽略印刷电路板本身的电特性设计，而这对整个

电路的功能可能是有害的。如果电特性设计得当，它将具有减少干扰和提高抗干扰性的

优点。在高速电路中，应该把印制迹线作为传输线处理。常用的印制电路板传输线是微

带线和带状线。微带线是一种用电介质将导线与接地面隔开的传输线，印制迹线的厚度、

宽度和迹线与接地面间介质的厚度，以及电介质的介电常数，决定微带线特性阻抗的大小。

微带线的几何形状如图（a）所示，导带的宽度w 是印在薄的、接地的介质基片上，

基片的厚度为d，相对介电常数，电磁场示意图如图（b）所示。

实际上，微带线的准确场是一个混合TE-TM波，需要更加先进的分析技术，但在大

部分的实际应用中，介质基片电气上很薄（d <<），所以场是准TEM波。换句话说，

场本质上与静电场是相同的。因此，通过静态或准静态解，可得到相近的相速、传播速

度和特性阻抗。

1. 微带线是一根带状导(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

3. 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。

4. 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诮和电介质损耗，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（surface microstrip）、嵌入式微带线（embedded microstrip）、带状线（stripline）、双带线（dual-stripline）。

5. 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(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。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

带状线是介于两个接地层之间的印制导线，它是一条置于两层导电平面之间的电介质中间的铜带线。它的特性阻抗和印制导线的宽度、厚度、电介质的介电常数以及两个接层的距离有关。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.单位长度带状线的传输延迟时间与线的宽度或间距是无关的；仅取决于所用介质的相对介电常数

双传输线与微带线构造简介 1 ·微波双线的PCB 形式微带线是由微波双线在特定条件下的具体应用。图1-a. 即为微波双线及其场分布示意图。在微波级工作频率的PCB 基板上，可以构成常规的异面平行双线（图1-b.所示）或变异的异面平行双线（图1-c.所示）。当其中一条状线与另一条状线相比可等效为无穷大时，便构成典型的微带线（如图1-d.所示）。从双传输线到微带，仅边缘特性改变，定性特征基本一致。注：在许多微波专业论述中，均仅仅描述由常规均匀圆柱形导体构成的双传输线，对PCB 电路的双线描述则以矩形条状线为常规双传输线。2 ·微带线的双线特征图2-a.为常规微波双线的场分布示意图。图2-b.为PCB 条状线场分布示意图。图2-c.为带有有限接地板的微波双线场分布示意（注：图中双线之一和接地板连通）。图2-d 为具有相对无穷大接地板之双线场分布示意（注：图中双线之一和接地板连通）。图3-a.为典型偶模激励耦合微带线场分布示意。图3-b. 为典型奇模激励耦合微带线场分布示意。从图1 、图2 、图3 所示场分布状态看，双线与微带线（包括耦合微带线）特性仅仅为边缘特性的不同。四．PCB平行双线中的电磁波传输特性（一）分布参数概念与双传输线对于集中参数电路，随着工作频率的提高，电路中的电感量和电容量都将相应减少，如图4所示的振荡回路。当电路中电感量小到一定程度，将使线圈等效为直线（图4-b.）；当电容量小到一定程度，将由导线间分布电容所替代（图4-c.）。由上述定性描述得如下高频电路设计原则：● 当工作频率较高时，集中参数将转化为分布参数，并起主导作用。这是微波电路的主要形式。● 在分布参数PCB电路中，沿导线处处分布电感，导线间处处分布电容。● 在高频PCB电路设计中，注意元器件标称值与实际值的离散性差别是相对于工作频率而定的。● 由图可知，PCB条状双线就是具有分布参数之电路的简单形式，除了可以传输电磁能外，还可作为谐振回路使用。（二）PCB 条状双线分布参数的等效方式通常将一段双线导线分成许多小段（例如每段长度1cm），然后将每段双导线所具有的分布电感与电容量表示为集中参数形式，如图5所示。图中b 线，可以是PCB上与a同面并行之走线或地线，也可以是异面并行之走线，为便于解释，这里指空气中两并行线。在双线传输分析上，常将介质损耗忽略（即R1<<ωL1，G1><<ωC1），然后等效为图5所示的“无耗传输线”形式（即忽略电磁波衰耗）。根据电磁场理论，可知每1cm的条状双传输线电感量与电容量分别为：L1≈ (μ/π)ln(2D/d)(H) C1≈πε/ln(2D/d) (F) 式中，μ=线间介质磁导率（H/cm）。当介质为空气时，μ=μ0=4×E-5（H/cm）；ε=线间介电常数。当介质为空气时，ε=ε0=8.85×E-10；D=双线间距；d=PCB线厚度或宽度（具体定义详见后续说明）。综合上述的设计概念如下：● PCB中，可分别近似认为d为铜皮宽度（对电感）或铜皮厚度（对电容），前提是对无接地板的同面双线。对于异面平行双线时，D为PCB厚度，d为线宽。● 工作于高频状态两层以上PCB设计中，不仅要考虑同面走线间的分布参数，也需考虑异面走线间的分布参数，而且更为重要（具接