微波PCB信号注入方法及PCB板中间层创建与设置方法

将高频能量从同轴连接器传递到印刷电路板（PCB）的过程通常被称为信号注入，它的特征难以描述。能量传递的效率会因电路结构不同而差异悬殊。PCB 材料及其厚度和工作频率范围等因素，以及连接器设计及其与电路材料的相互作用都会影响性能。通过对不同信号注入设置的了解，以及对一些射频微波信号注入方法的优化案例的回顾，性能可以得到提升。

 

实现有效的信号注入与设计相关，一般宽带优化比窄带更有挑战性。通常高频注入随着频率升高而更加困难，同时也可能随电路材料的厚度增加，电路结构的复杂性增加而有更多问题。穿过同轴电缆和连接器的电磁（EM）场分布呈圆柱形，而PCB 内的EM 场分布则是平面或矩形。从一种传播介质进入另一种介质，场分布会改变以适应新环境，从而产生异常。改变取决于介质类型；例如，信号注入是从同轴电缆和连接器到微带、接地共面波导（GCPW），还是带线。同轴电缆连接器的类型也起着重要作用。优化涉及几个变量。了解同轴电缆/ 连接器内EM 场分布很有用，但还必须将接地回路视为传播介质的一部分。它对实现从一种传播介质到另一种传播介质的平稳阻抗转变通常是有帮助的。了解阻抗不连续点处的容抗和感抗让我们能够理解电路表现。如果能够进行三维（3D）EM 仿真，就可以观察到电流密度分布。此外，比较好将与辐射损耗有关的实际情况也考虑其中。虽然信号发射连接器和PCB 之间的接地回路可能看上去不成问题，从连接器到PCB的接地回路非常连续，但并不总是如此。连接器的金属和PCB 之间通常存在着很小的表面电阻。连接不同部件的焊店和这些部件的金属的电导率也有很小的差异。在RF 和微波频率较低时，这些小差异的影响通常较小，但是频率较高时对性能的影响很大。地回流路径的实际长度会影响利用给定的连接器和PCB 组合能够实现的传输质量。

 

中间层创建与设置 ，中间层，就是在PCB板顶层和底层之间的层，读者可以参考图中的标注进行理解。简单地说多层板就是将多个单层板和双层板压制而成，中间层就是原先单层板和双层板的顶层或底层。在PCB板的制作过程中，首先需要在一块基底材料（一般采用合成树脂材料）的两面敷上铜膜，然后通过光绘等工艺将图纸中的导线连接关系转换到印制板的板材上（对图纸中的印制导线、焊盘和过孔覆膜加以保护，防止这些部分的铜膜在接下来的腐蚀工艺中被腐蚀），再通过化学腐蚀的方式（以FeCl3或H2O2为主要成分的腐蚀液）将没有覆膜保护部分的铜膜腐蚀掉，最后完成钻孔，印制丝印层等后期处理工作，这样一块PCB板就基本制作完成了。

同理，多层PCB板就是在多个板层完成后再采取压制工艺将其压制成一块电路板，而且为了减少成本和过孔干扰，多层PCB板往往并不比双层板和单层板厚多少，这就使得组成多层PCB板的板层相对于普通的双层板和单层板往往厚度更小，机械强度更低，导致对加工的要求更高。所以多层PCB板的制作费用相对于普通的双层板和单层板就要昂贵许多。 

但由于中间层的存在，多层板的布线变得更加容易，这也是选用多层板的主要目的。然而在实际应用中，多层PCB板对手工布线提出了更高的要求，使得设计人员需要更多地得到EDA软件的帮助；同时中间层的存在使得电源和信号可以在不同的板层中传输，信号的隔离和抗干扰性能会更好，而且大面积的敷铜连接电源和地网络可以有效地降低线路阻抗，减小因为共同接地造成的地电位偏移。因此，采用多层板结构的PCB板通常比普通的双层板和单层板有更好的抗干扰。