共面波导由一个中央条带组成,两侧是两个承载返回电流的金属半平面。外导体可以视为接地,但不需要明确接地。假设衬底足够厚,实际上这意味着衬底厚度比条带宽度 W 和金属间距 S 大两倍或三倍,CPW 的电特性完全由横向尺寸决定,因为所有金属化位于一层上。

共面波导解决了微带线对基材厚度变化敏感的问题。

相对于微带线和带状线,共面波导的特点是结构简单、宽带、低损耗、易于与其他微波元器件进行集成等优点,适用于集成电路中高频段的传输。

波导就像是一个高频滤波器,对于低频信号有较高的衰减(attenuation)。

共面波导阻抗计算

共面波导阻抗计算方法

CPW 中的场以及电磁能量几乎在空气和电介质之间平均分配,尤其是当间隙相对于电介质厚度较小时。在计算 CPW 特性阻抗时需要先计算以下两个参数。

CPW 的有效相对介电常数及其中央条带相对占比参数

CPW 的有效相对介电常数

为基材的相对介电常数。

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对于 h/s ≥1,精确度为 1.5%。而参数 则是由以下公式进行计算。

CPW 的有效相对介电常数参数 k 计算式

为中央条带的的宽度; 为中央条带两旁的空气的宽度。

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通常来说我们会使用简化的 CPW 的相对介电常数计算式。由此可以得出 CPW 的特性阻抗为,

CPW 特性阻抗计算式

为椭圆积分,,计算其比例 较简单; 为 CPW 的相对介电常数。

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CPW 特性阻抗计算式中椭圆积分比例计算式

CPW 有效相对介电常数计算式中的参数

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