在射頻印刷電路板(RF PCBs)中實(shí)現(xiàn)最佳功率傳輸,關(guān)鍵在于精心布線以滿足特定阻抗要求的走線。阻抗匹配至關(guān)重要,它確保走線具有相同的阻抗,以防止信號(hào)反射和功率傳輸效率低下。控制阻抗的關(guān)鍵在于微調(diào)走線寬度、走線厚度以及在z軸上將走線與參考平面分隔開(kāi)的介質(zhì)高度。信號(hào)層下方的連續(xù)參考平面對(duì)于保持最佳阻抗也至關(guān)重要。在同一層上保持適當(dāng)?shù)淖呔€到地間隙(對(duì)于共面波導(dǎo))對(duì)于一致的阻抗控制同樣重要。

共面波導(dǎo)(俯視圖)

共面波導(dǎo)(橫截面圖)本文提供了實(shí)現(xiàn)最佳射頻(RF)布線和阻抗的解決方案。向大家介紹如何保護(hù)射頻電路免受同一印刷電路板(PCB)的其他部分或相鄰 PCB 產(chǎn)生的電磁干擾(EMI)。還解釋了如何在信號(hào)彎曲的地方將射頻走線轉(zhuǎn)換為鋪銅,以便更順暢地進(jìn)行編輯。這些解決方案將在使用 Allegro X PCB Editor進(jìn)行射頻 PCB 布局布線時(shí)為您提供幫助。
1
使用Via Arrays保護(hù)射頻電路以防止
電磁干擾
在射頻走線的兩側(cè)添加屏蔽可以保護(hù)電路免受電磁干擾。Via Arrays可以充當(dāng)屏蔽,保護(hù)射頻信號(hào)免受相鄰電路產(chǎn)生的電磁干擾。Via Arrays是一系列以特定模式圍繞射頻信號(hào)放置的過(guò)孔,形成一個(gè)屏障并防止電磁干擾。要在 Allegro X PCB Editor中將Via Arrays添加到設(shè)計(jì)中,可執(zhí)行以下操作:1、選擇Place–Via Array.

2、 點(diǎn)擊theOptions面板.3、按下圖所示,在Options面板的Array Parameters Type列表中選中Both sides:

4、在設(shè)計(jì)面板中選擇RF走線,一個(gè)Via Arrays沿著RF走線的兩側(cè)顯示出來(lái)。5、在Array Parameter中調(diào)整過(guò)孔間距設(shè)置,可以在走線周?chē)@得最佳的Via Arrays。6、在設(shè)計(jì)面板中的任意位置點(diǎn)擊,即將Via Arrays放置在走線的兩側(cè)。
2
向射頻平面添加接地過(guò)孔
在為所有射頻信號(hào)添加過(guò)孔陣列后,在PCB的射頻電路部分附近,使用接地過(guò)孔接地的大的鋪銅填充,可保持 PCB 的較低阻抗并改善對(duì)地參考??梢允褂胿ia array命令來(lái)添加接地過(guò)孔。以下圖像展示了 PCB 布局的射頻部分,射頻信號(hào)兩側(cè)由過(guò)孔保護(hù),接地平面用接地過(guò)孔縫合。這個(gè)可視化圖像可以幫助大家理解過(guò)孔應(yīng)如何放置,以便它們?cè)谏漕l信號(hào)周?chē)鷦?chuàng)建一個(gè)屏障。

3
將射頻走線轉(zhuǎn)換為鋪銅
通常,射頻走線在縮頸點(diǎn)需要逐漸變細(xì),避免其寬度的突然變化,以確保射頻信號(hào)的平滑過(guò)渡。然而,當(dāng)設(shè)計(jì)師將射頻信號(hào)布線為弧形走線時(shí),在走線進(jìn)出元件時(shí)需要減小走線寬度的地方,無(wú)法進(jìn)行逐漸變細(xì)操作。以下圖像顯示了一條在頸部區(qū)域出現(xiàn)阻抗變化的走線:

Shape為編輯提供了極大的靈活性。在布線的最后階段將射頻信號(hào)走線轉(zhuǎn)換為Shape可改善阻抗控制。在 Allegro X PCB Editor中將射頻走線轉(zhuǎn)換為Shape以增強(qiáng)設(shè)計(jì)靈活性,可執(zhí)行以下操作:1、選擇Tools–Convert–Cline/Line to Shape

2、修改Options面板中設(shè)置??梢员A衄F(xiàn)有走線、保留網(wǎng)絡(luò),或?qū)hape更改為動(dòng)態(tài)。3、要確定應(yīng)轉(zhuǎn)換為shape的走線,請(qǐng)指定包含它們的區(qū)域或根據(jù)寬度應(yīng)用過(guò)濾器。

4、選擇“End cap style”選項(xiàng),為走線的起始和結(jié)束邊緣選擇一個(gè)形狀(正方形、圓形、八邊形或齊平),如下圖所示:


轉(zhuǎn)換為Shape后的射頻信號(hào)如下圖所示:

4
對(duì)射頻信號(hào)應(yīng)用Mask Shapes:
在確定射頻形狀后,下一步是對(duì)射頻信號(hào)應(yīng)用Mask Shapes 。這涉及將射頻形狀從信號(hào)層復(fù)制到Mask層。可以這樣做,在射頻信號(hào)層上方創(chuàng)建一個(gè)開(kāi)放的掩模。這一步至關(guān)重要,因?yàn)樗兄诰S持射頻電路的特性阻抗。忽略這一步可能會(huì)改變射頻電路的特性阻抗,影響電路的性能。對(duì)射頻信號(hào)應(yīng)用Mask Shapes 以滿足微帶線或共面波導(dǎo)的要求是很重要的。
5
結(jié)論
本文為大家提供了應(yīng)對(duì)射頻 PCB 設(shè)計(jì)復(fù)雜性的知識(shí)和技術(shù)。通過(guò)學(xué)習(xí)所提供的解決方案,可以確保您的射頻 PCB 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)最佳的功率傳輸,并為 PCB 的整體可靠性和效率做出貢獻(xiàn)。實(shí)現(xiàn)過(guò)孔陣列并將射頻走線轉(zhuǎn)換為shape可增強(qiáng)信號(hào)完整性并保護(hù)射頻電路免受電磁干擾。
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