在高頻電路設計中，可以采用多種不同的傳輸線技術來進行信號的傳輸，如常見的同軸線、微帶線、帶狀線和波導等。而對于PCB平面電路，微帶線、帶狀線、共面波導（CPW），及介質集成波導（SIW）等是常用的傳輸線技術。但由于這幾種PCB平面?zhèn)鬏斁€的結構不同，導致其在信號傳輸時的場分布也各不相同，從而在PCB材料選擇、設計和應用，特別是毫米波電路時表現(xiàn)出不同的電路性能。本文將以毫米波下通用的PCB平面?zhèn)鬏斁€技術展開，討論電路材料、設計等對毫米波電路性能的影響，以及如何優(yōu)化。
1.常用傳輸線技術
微帶線是最為常用且結構最簡單的傳輸線技術而被廣泛使用。它僅僅依靠上層銅箔形成的信號線路、中間層介質和下層銅箔形成接地平面即可構成。結構非常簡單且易于加工，性價比高，并能夠滿足不同結構的表面安裝要求，如圖1所示。接地共面波導（GCPW）結構與微帶線相似，但在上層銅箔導體的兩側有接地平面，且通過金屬過孔將上層和底層地平面相連。帶狀線的結構與微帶線或共面波導線均不同，它的信號導體位于中間層，而上、下兩層是接地平面而中間填充介質，幾乎可以看作是扁平的同軸線結構。
如圖1中場力線分布，微帶線與GCPW的信號傳播方向上并不存在場分量。但由于這兩種傳輸線的電、磁場并不完全分分布于電介質中，有少部分場力線位于空氣中；導致信號在電介質中與空氣中傳輸?shù)腡EM波的相速不同，其分界面并不能完全實現(xiàn)相位匹配。因此這兩種傳輸線模式是準TEM波模式。而帶狀線的場力線上下對稱分布于中間層介質中，因此帶狀線的傳輸模式是TEM波模式。
圖1 微帶線，接地共面波導及帶狀線結構與場分布
SIW (Substrate integrated waveguide) 是近年來討論較多，介于微帶與介質填充波導之間的一種新型傳輸線。SIW兼顧傳統(tǒng)波導和微帶傳輸線的優(yōu)點，可實現(xiàn)高性能微波/毫米波的平面電路。其結構如圖2所示，SIW由上下兩層金屬、左右兩排金屬通孔、以及中間填充的介質構成。其將傳統(tǒng)波導結構集成在介質基片中，實際上是一種介質填充的波導結構。SIW 中的電磁波被限制在上下金屬層和兩排金屬孔之間的區(qū)域傳播。由于電流的分布情況，在SIW中只能傳播TEn0波而不能傳播TM 或TEmn(n≠0)波，與矩形波導相似，SIW 傳輸?shù)闹髂Ｊ荰E10模。
