射频／微波设计考虑

便携式技术和蓝牙为可穿戴设备中的射频／微波应用铺平了道路。今天的频率范围正变得越来越动态。还在几年前，甚高频（VHF）被定义为2GHz～3GHz。但现在我们可以见到范围在10GHz到25GHz之间的超高频（UHF）应用。

因此对可穿戴PCB来说，射频部分要求更加密切地关注布线方面的问题，要把信号单独分开，使产生高频信号的走线远离地。其它考虑因素包括：提供旁路滤波器，足够的去耦电容，接地，将传输线和回路线设计的几乎相等。

旁路滤波器可以抑制噪声内容和串扰的纹波效应。去耦电容需要放置在更靠近承载电源信号的器件引脚旁边。

高速传输线和信号回路要求在电源层信号间布置一个地层，用于平滑噪声信号产生的抖动。在较高的信号速度时，很小的阻抗失配都会造成不平衡的传输和接收信号，从而产生失真。因此必须特别留意与射频信号有关的阻抗匹配问题，因为射频信号具有很高的速度和特殊的容限。

射频传输线要求控制阻抗以便将射频信号从特定的IC基底传送到PCB。这些传输线可以在外层、顶层和底层实现，也可以设计在中间层。

在PCB射频设计版图期间使用的方法有微带线、悬浮的带状线、共面型波导或接地。微带线由固定长度的金属或走线以及位于正下方的整个地平面或部分地平面组成。一般微带线结构中的特征阻抗从50Ω到75Ω。

图2：共面波导可以在射频线路和需要走线靠很近的线路附近提供更好的隔离。

悬浮带状线是另外一种布线和抑制噪声的方法。这种线由内层上固定宽度的布线和中心导体上下的大块地平面组成。地平面夹在电源层中间，因此可以提供非常有效的接地效果。对可穿戴PCB射频信号布线来说这是优选的一种方法。

共面波导可以在射频线路和需要走线靠近的线路附近提供更好的隔离。这种介质由一段中心导体和两旁或下方的地平面组成。传送射频信号的最佳方法是悬浮带状线或共面波导。这两种方法可以在信号和射频走线之间提供更好的隔离。

在共面波导两边推荐使用所谓的“过孔围栏”。这种方法可以在中心导体的每个金属地平面上提供一排接地过孔。在中间运行的主要走线在每边都有围栏，因此给返回电流提供了到下面地层的捷径。这种方法可以减少与射频信号高纹波效应有关的噪声电平。4．5的介电常数保持与半固化片FR4材料相同，而半固化片—从微带线、带状线或偏移带状线—的介电常数约3．8到3．9。

图3：在共面波导的两侧推荐使用过孔围栏。

在使用地平面的某些设备中，可能会使用盲孔来提高电源电容的去耦性能，并提供从器件到地的分流路径。到地的分流路径可以缩短过孔的长度，这样可以达成两个目的：你不仅创建了分流或地，而且可以减少具有小块地的器件的传输距离，这是一个重要的射频设计因素。