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微带线（Micro-Strip）
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发表于 18:21
因为微带线一面是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。设计滤波器时，除了中心频率可带宽，抑制比和陡度以外，一个重要参数就是阻抗。阻抗与容抗和感抗有关。那么回到微带线上，微带线本身可以看成电容和电感的集合。窄带线相当电感，宽带线相当电容。此时，就很容易理解阻抗特性了。而与长度无关，因为微带本身是良导体，理论上没有电阻。 微带天线? microstrip antenna　　由导体薄片粘贴在背面有导体接地板的介质基片上而形成的天线（图1）。通常利用微带传输线或同轴探针来馈电，使导体贴片与接地板之间激励高频电磁场，并通过贴片四周与接地板之间的缝隙向外辐射。金属贴片通常是形状规则的薄片，形状有矩形、圆形或椭圆形等；也可以是窄长条形的薄片振子（偶极子）或由这些单元构成的阵列结构。这三种形式分别称为微带贴片天线、微带振子天线和微带阵列天线。　　微带贴片天线 　图1a是矩形贴片天线的典型形式。通常介质基片厚度h远小于工作波长λ，罗远祉等人提出的空腔模型理论是分析这类天线的一种基本理论。帖片与接地板之间的空间犹如一个上下为电壁、四周为磁壁的空腔谐振器。对常用的工作模式，长度L约为半个波长，其电场E沿长度方向(x 轴)的驻波分布如图1a中的侧视图，而没有横向(y轴)的变化。天线的辐射主要由沿横向的两条缝隙产生，每条缝隙对外的辐射等效于一个沿-y 轴的磁流元(Jm＝-n×E，n为缝隙外法线单位矢量)。由于这两个磁流元方向相同，合成辐射场在垂直贴片方向（z轴）最大，随偏离此方向的角度增大而减小，形成一个单向方向图。天线输入阻抗靠改变馈电位置加以调节。阻抗频率特性与简单并联谐振电路相似，品质因数Q 较高，故阻抗频带窄，通常约为1％～5％。可用适当增加基片厚度等方法来展宽频带。接地板上的介质层会使电磁场束缚在导体表面附近传播而不向空间辐射，这种波称为表面波。故增加基片厚度时须避免出现明显的表面波传播。　　微带振子天线 　当介质基片厚度远小于工作波长或微带振子长度为谐振长度时，振子上的电流近于正弦分布。因此，它具有与圆柱振子相似的辐射特性，只是它在介质层中还有表面波传播，使效率降低。　　微带阵列天线 　利用若干微带贴片或微带振子可构成具有固定波束和扫描波束的微带阵列。与其他阵列天线相同，可采用谐振阵或非揩振阵（行波阵）。图2a是用并合方式馈电的谐振阵；图2b是梳齿形行波微带阵。微带阵列的波束扫描可利用相位扫描、时间延迟扫描、频率扫描和电子馈电开关等多种方式来实现。　　应用与特点 　微带天线自20世纪70年代以来引起了广泛的重视和研究，已在100兆赫至50吉赫的宽广频域上获得多方面应用。其主要特点是剖面低、体积小、重量轻、造价低，可与微波集成电路一起集成，且易于制成共形天线等。从电性能上来说，它有便于获得圆极化、容易实现多频段工作等优点。主要缺点是频带窄、辐射效率较低及功率容量有限。微带线（Micro-Strip）：指只有一边存在参考平面的传输线。带状线（Strip-Line）：指两边都有参考平面的传输线。 在高速电路中基本上信号线都做传输线对待,但延时超过四分之一的传输时间时就要看做是传输线,传输线和信号线都是传送信号的!?
Tangle 编辑于 18:22
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如何在PCB上实现电容和电感？
    
电路设计工程师长期依赖PCB的基本物理特性以在PCB上通过简单的形式和结构实现电容和电感。例如，在PCB上，由于金属信号层平面和接地层平面是平行的，其间填充介质材料，这会导致PCB上形成寄生电容。当然，金属层的导体厚度和金属种类等特性，以及介质材料的机械和电气特性如相对电容率（或介电常 数），都会对电路最终性能和稳定性产生影响。PCB材料的诸多特性，特别是介电常数的一致性，对射频和微波频段实现稳定可靠的PCB电容和电感将大有帮助。
无论是商业蜂窝电话还是便携军用通信，电路设计者都想尽可能缩小电路尺寸。集成电路设计者也千方百计地缩减芯片尺寸，如将越来越多的有源器件包括放大 器、微处理器和谐振器等封装在同一芯片上。即使小型芯片，在PCB上的也需要电容、电感等无源器件来实现阻抗匹配以保证信号的有效传输。电路设计者通常需 要稳定可靠的电感和电容，了解PCB材料上如何实现电感和电容对电路设计将大有帮助。
PCB材料的Dk值和Dk容差等特性会极大影响PCB嵌入式电容和电感的性能及稳定性。由于电容和电感是通过微带线或带状线等不同形式实现的，其在PCB 上会占用一定比例的空间。因此为电感、电容等无源器件及相关电路选用的电路材料应具有良好的Dk特性，这有利于不同电路结构获得稳定的容抗和感抗。
当设计微带线时，某些特定电路结构的接地面上方传输线面积决定了该电路的电容值。90度直角传输线也会增加电路的电容值。弯折线等简单结构被应用于增加电 路的电感值。螺旋线电路长期被用于增加电路的电感值，通过改变螺旋线宽度和螺旋线间距可以改变电感值。螺旋线电感由自谐振频率来表征，其值会随着螺旋线宽 度增加和螺旋线间距变小而增大。
嵌入式电容的电容值取决于诸多因素，包括信号平面和地平面的间距（即介质层的厚度）电容结构的尺寸。信号平面信号线间的耦合也会增加微带线电路的电容。电路设计者通常把嵌入的电感和电容作为电路RLGC模型的参数并把它们添加在电路仿真模型中来仿真传输线电路的性能。
通常认为，在仿真模型输入仿真软件的PCB的各种RLGC结构尺寸都和PCB的真实加工尺寸是相同的。因此在仿真中，不同的结构参数会导致仿真结果中输出不同的电容值和电感值。
当然，在仿真传输线90度直角弯曲的电容值时，电路仿真模型也考虑了PCB材料对电容值的贡献。仿真模型中的电路材料参数包括Dk，Dk容差以及Dk随温 度和频率偏离。通过多个模型的仿真，可以关注不同参数改变对电路的影响。例如，在仿真中，可忽略PCB的导体损耗和介质损耗，基于电路结构尺寸容差，仅关 注Dk一致性偏差对电路电感值、电容值的影响。
有很多参考指导可以计算不同尺寸的PCB上微带线电容和电感值，例如美国无线电中继联盟网站ARRL手册。对于微带线电感，手册中提供了通过微带线宽度、接地面距离、PCB材料Dk等参数的计算方法。
PCB材料的选用会对刻蚀的PCB电容和电感的性能产生重要影响。材料的参数会影响电容值和稳定性以及电感的品质因数、SRF、自感因子等。PCB材料的 Dk值将决定某工作频率下不同电路结构的尺寸，但Dk值的容差将极大影响刻蚀在PCB铜层上的电容和电感的一致性和性能。
例如，罗杰斯公司的RO4835?电路材料是玻纤增强的碳氢化合物和陶瓷介电材料。良好的z向稳定性（沿着厚度方向）使其成为多层电路应用中的选择。在 10GHz时，整个电路板上的z向Dk值为3.48，Dk容差为±0.05。对于电感和电容等无源器件的加工，这意味着电感和电容因PCB材料Dk变化导 致的电感值和电容值的变化将非常小，而在随频率和温度变化时，电感值和电容值仍能够维持稳定。
为追求良好的Dk容差，罗杰斯公司提供Dk容差极小的电路材料，例如陶瓷填充的PTFE电路材料RO3003?。在10GHz时，它在整个电路板上的z向 Dk值为3，容差为±0.04。RT/duroid? 5880是玻璃微纤维增强的PTFE复合材料。在整个电路板上，其Dk值为2.2，容差为±0.02。该低损材料适用于很宽频带范围，涵盖毫米波频段。
设计者通常为某一特殊值的Dk值选用某PCB材料， 但Dk容差未知或未经严格控制，这将导致电容、电感等刻蚀电路元件不能达到商用电路仿真软件中仿真得到性能和一致性。严格控制Dk容差的PCB材料可以为电容、电感等无源器件期望值的实现提供保证，也可以为频率和时间变化时电路性能的稳定性提供保证。世强代理Rogers板材多年，现已拥有丰富的成功的技术支持经验。
收录时间:日 06:45:43 来源:电子产品世界 作者:匿名
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　　基础元器件里面，电阻接触的比较早，也比较贴近实际，所以比较好理解，电容因为经常用，所以也有些概念，但对于电感，绝大多数人没有概念，这样就阻碍了对模拟电路深入理解，对于模拟电路，尤其是干扰方面，最大的干扰源往往是电感引起的，所以理解电感对于降低干扰，提高系统可靠性有很大的帮助。
　　电感与电容一样，都是自身不消耗能量的存储器件，从虚坐标上看，电阻属于实部，那么电感存储磁场属于虚部的上半部，电容存储电场属于虚部的下半部，可以认为电感恰好是电容的反面，所以借用电容的一些参数来理解电感，理解起来比较容易些。
　　1、材料：
　　电容分为铝电解电容、钽电容、聚丙烯有机薄膜电容、瓷片电容、云母电容。
　　电感分为硅钢片电感、铁粉芯电感、铁硅铝电感、锰锌铁氧体电感、镍锌铁氧体电感。
　　适合频率从低到高，不同场合要不同应用。功率电感跟高频电感的材质是不同的，要区分。
　　2、特征量：
　　电容量：表征储存电场的能力
　　电感量：表征储存磁场的能力
　　这个大家一般都理解
　　3、储存极限：
　　电容耐压：表征储存电场电压的最大值
　　电感耐流：表征存储磁场电流的最大值
　　电感耐流是大家经常忽视的，这个一般受两个指标影响，一个是电感铜丝的内阻发热量，属于线损，尤其有直流分量的时候，要特别注意这个参数，另外一个是电流导致的磁饱和最大值，所以要分情况选择，首先要计算发热在承受范围内，其次要磁场不能饱和，若饱和，电感就失效了。
　　电容大家往往关心耐压，这个等价于电感的耐流磁饱和问题，实际上它的线损发热，一般在大功率开关电源中要考虑，电解电容在大功率开关电源中因为不停的充放电，电容发热，电解液干枯而失效，这个一般不做开关电源的，一般接触不到，本人做高频焊接机，输出部分用的电容是云母电容，工作在1MHz，电流有600A，经常发热把电容炸掉，所以对电容的损耗理解的相对深些，当然电容的损耗还有介质损耗，比如在高频机里，用CBB材料的相对云母，损耗就很高，很容易坏，介质损耗反而是成了主要的因素。
　　4、损耗：
　　电容线损和介质损耗：这个看工作场合，不同频率下比例关系不同。
　　电感线损和磁滞损耗：这个看工作场合，不同频率下比例关系不同。
　　5、寄生：
　　电容：根据材料工艺不同，比如铝电解电容，是采用绕制的，电感量较大，频率不高。
　　电感：根据材料工艺不同，比如高频下绕线与绕线之间懂得电容效应，寄生电容较大，频率上不去。
　　6、辐射干扰：
　　电容：电场约束在金属片两极之间，辐射能力差，一些场合用电容泵替代电感做升压或降压电源。
　　电感：功率电感，磁场耦合性较强，在磁密封不严的时候，容易干扰外部，并且磁场的激励源是电流，容易导致地干扰。
　　7、变压器：
　　电容不同于电感的一个很大的地方，就是没有常用的变压器，这个并不是电容不能做，而是电容相对于电感来说，做成的变压器，功率低，体积大，不实用。
　　变压器实际上也不复杂，只是大家一般不会等效，任何变压器都可以等效为一个理想变压器，初级并联初级的电感，次级串联次级的电感即可。之后按电感的基本逻辑分析即可。
　　8、标准化：
　　电感最难的地方，上面说过是为了获取最大电流，这个也就是磁饱和值，至于如何获取，可以参考之前一篇“磁性材料应用入门”，通过电感表和一个软件工具来实现即可。电感，尤其大一些功率的，或者变压器，一般都没有标准品，这个不如电容，往往需要根据实际情况定制，所以让大家觉的难，所谓定制，无非就是功率，损耗发热和磁饱和的的考虑平衡。
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