微波電路設計的雙傳輸線理論及PCB布線原理

（1）基于雙線理論的PCB概念

對于微波級高頻電路，PCB上每條對應的帶狀線與接地板形成微帶線（不對稱）。 對于兩層以上的PCB，它們既可以形成微帶線，也可以形成帶狀線（對稱微帶傳輸線）。 不同的微帶線（雙面PCB）或帶狀線（多層PCB）相互形成耦合微帶線，從而形成各種復雜的四端口網絡，從而形成微波電路PCB的各種特性。

可見，微帶傳輸線理論是微波級高頻電路PCB設計的基礎。

對于800MHz以上的RF-PCB設計，天線附近的PCB網絡設計應完全遵循微帶線理論基礎（而不是僅僅將微帶線概念作為提高集總參數器件性能的工具）。 頻率越高，微帶理論的指導意義就越顯著。

對于集中式和分布式參數的電路，雖然工作頻率越低，分布參數的作用特性越弱，但分布參數始終存在。 是否考慮分布參數對電路特性的影響沒有明確的界限。 因此，微帶線概念的建立對于數字電路及相關中頻電路的PCB設計也具有重要意義。

 微帶理論的基礎和概念以及微波射頻電路和PCB的設計理念實際上是微波雙傳輸線理論的一個應用方面。 對于RF-PCB布線來說，每條相鄰的信號線（包括不同邊相鄰的）形成一個特征，遵循雙線的基本原理（后面會清楚地描述）。

雖然常見的微波射頻電路在一側設有接地板，使得其上的微波信號傳輸線趨于復雜的四端口網絡，從而直接遵循耦合微帶理論，但其基礎仍然是兩線理論 。 因此，在設計實踐中，雙線理論具有更廣泛的指導意義。

總體來說，對于微波電路來說，微帶理論具有定量的指導意義，屬于兩線理論的具體應用，而兩線理論具有更廣泛的定性指導意義。

 值得一提的是，兩線理論給出的所有概念，從表面上看似乎與實際設計工作（尤其是數字電路和低頻電路）無關，實際上是一種錯覺。雙線理論可以指導電子電路設計中的所有概念問題，尤其是PCB電路設計中。

雖然兩線理論是建立在微波高頻電路的前提下的，但只是因為高頻電路中分布參數的影響變得顯著，指導意義才顯得尤為突出。在數字或低頻電路中，與集中參數分量相比，分布參數可以忽略不計，兩線理論的概念變得模糊。

然而，在設計實踐中，如何區分高頻電路和低頻電路卻常常被忽視。通常有哪些數字邏輯或脈沖電路？ 最明顯的低頻電路和帶有非線性成分的中低頻電路，一旦某些敏感條件發生變化，很容易體現出一些高頻特性。 高端CPU的主頻已達到1.7GHz，遠遠超過微波頻率的下限，但仍然是數字電路。 由于這些不確定性，PCB 設計極其重要。

很多情況下，電路中的無源器件可以等效為特定規格的傳輸線或微帶線，并且可以用雙傳輸線理論及其相關參數來描述。

總之，可以認為雙傳輸線理論是在綜合所有電子電路特點的基礎上誕生的。因此，嚴格來說，如果設計實踐中的每個環節都基于雙傳輸線理論所體現的理念，那么相應的PCB將面臨很少的問題（無論電路應用在什么工作條件下）。