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SJ 21150-2016 微波组件印制电路板设计指南.pdf简介：

"SJ 21150-2016 微波组件印制电路板设计指南"是中国电子工业标准化技术委员会发布的一份行业标准。这份指南主要针对微波组件的印制电路板（PCB）设计，提供详细的设计原则、方法和规范。其主要内容可能包括：

1. 微波电路基础知识：解释微波电路的特性和设计要求，如电磁兼容性、信号完整性、热管理等。

2. PCB材料和结构选择：指导如何选择适合微波频率的PCB材料以及设计合理的电路层布局，以减少信号衰减和反射。

3. 阻抗控制：提供如何在设计中实现和控制电路板的阻抗匹配，以保证信号的传输效率。

4. 元件布局和电气规则：规范元器件的布局，如电容、电感、电阻等的放置位置，以及信号线和电源线的走向规则。

5. 检测和测试方法：介绍如何设计PCB以便于检测和测试，以保证微波电路的性能。

6. 安全与环保：强调设计过程中对电磁辐射、防火、环保等因素的考虑。

这份指南对于微波电路设计工程师来说，是一份重要的参考文件，帮助他们设计出性能优良、可靠性高的微波印制电路板。

SJ 21150-2016 微波组件印制电路板设计指南.pdf部分内容预览：

由于微波PCB板和腔体空间的限制， 很多的医不能布成一字形，这时候可来用工形或U形他 7所示。为防止输入信号和输出信号的影响，尽可能拉大输入和输出之间的距离并采取隔离措旗

1.4.6.3相同或对称布

路或功能尽可能做成相同的布局或对称的布局，

11.4.6.445°布局

为合理的利用空间DBJ50／T-356-2020 智慧工地建设与评价标准，可以将器件45°方向布局，使射频线尽可能短，如图9所示：

微波印制电路板的布线区域应根据元器件的类型、印制板的制造工艺极限和安装工艺要求来确 板的图号标识、定位标识应设置在布线区域醒目位置，并在印制板的外形线以内。确定布线区域 下列因素： a）所需安装的元器件类型、数量和互连这些元器件所需要的布线通道：

[11. 5. 1一般规则

电源线的设计一般需注意： 根据印制线路板电流的大小，尽量加粗电源线的宽度，减小环路电阻； b) 电源线、地线的走向和数据传输的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力； C 加强模拟供电和数字供电之间的隔离： d 电源输入端使用磁珠提高电源的抗干扰能力，还加入了大电容并联小电容的组合，大电容通低 频，小电容通高频。

11.5.3微波PCB地线设计

11. 5. 3.1大面积接地

为减少地平面的阻抗，达到良好的接地效果，应遵守以下要求： a 微波PCB的接地要求大面积接地； b) 在微带印制电路中，底面为接地面，必须确保光滑平整： C) 建议将地的接触面镀金或镀银，导电良好，以降低地线阻抗（S波段以下可采用铅锡）； d) 使用紧固螺钉，使其与屏蔽腔体紧密结合，紧固螺钉的间距小于2/20（依具体情况而定），入 为传输信号波长。

11.5.3.2分组就近接地

按照电路的结构分布和电流的大小将整个电路分为成相对独立的几组，各组电路就近接地形成回 路，要调整各组内高频滤波电容方向，缩小电源回路。注意接地线要短而直，禁止交叉重叠，减少公共 地阻抗所产生的干扰，

11.5.3.3微波器件的接地

表面贴射频器件和滤波电容需要接地时，为减少器件接地电感，要求如下： a） 至少要有两根线接铺地铜箔； b 用至少两个金属化过孔在器件管脚旁就近接地； 增大过孔孔径和并联若干过孔： d）有些元件的底部是接地的金属壳，要在元件的投影区内加一些接地孔，表面层不得布线

11.5.3.4微带电路的接地

11.5.3.5其他接地方式

其它接地方式要求如下： a 单点接地：指在布局时，接地线路与单独一个参考点相连，目的是为了防止来自不同子系统中 的电流所产生的共阻抗干扰； 多点接地：指一个系统中各个接地点都直接接到距它最近的接地平面上，使接地线的长度为最 短。接地点可以是设备的底板，也可以是贯通整个系统的地导线，还可以是设备的结构框架等； 混合接地或选择接地：是低频用单点接地和高频用多点接地方法的结合。在印制电路板中存在 高频部分和低频部分时，采用这种结构。

11.5.3.6接地工艺性要求

接地工艺性要求如下： a 在工艺允许的前提下，可缩短焊盘与过孔之间的距离； b 在工艺允许的前提下，接地的大焊盘可直接盖在多个接地过孔上（具体数量因焊盘大小而异） C 接地线需要走一定的距离时，应缩短走线长度，禁止超过2/20，以防止天线效应导致信号辐射： d 除特殊用途外，不得有孤立铜箔，铜箔上一定要加地线过孔； e 禁止地线铜箔上伸出终端开路的线头。

11.5.4微波信号线设计

11.5.4.1总要求

微波信号线布线的总体要求是：微波信号走线短且直，减少线的突变，少打过孔，不与其它信 微波信号线周边尽量多加地过孔。

射频线不能直的情况下，这时需作圆弧线处理，以减少微波信号对外的辐射和相互间的耦合。一般 采取切角和圆角两种方法。切角适用于较小的弯角，如图10，切角的适用频率可达10GHz。圆弧角的 半径应足够大，一般来说，要保证：R>3W，如图11所示。设计上优选圆角。

11.5.4.3微带线布线

W一金属导体的宽度，R一金属导体转弯半径。

微波PCB顶层走射频信号，射频信号下面的平面层必须是完整的接地平面，形成微带线结构，如图 12所示，要保证微带线的结构完整性，有以下要求： a）微带线两边的边缘离地平面边缘至少要有3W； h）在3W范围内，不得有非接地的过孔

同层的射频线要作包地处理，并在地铜皮上加地过孔，孔间距应小于信号频率所对应波长（2 的1/20，均匀排列整齐。包地铜皮边缘离射频线2W的宽度或3H的高度，H表示相邻介质层的 总厚度。

11.5.4.4带状线布线

图12微带线的结构完整性

微波信号有时要从PCB的中间层穿过，常见的为从第三层走，第二层和第四层必须是完整的接地平 面，即偏心带状线结构。如图13所示，应保证带状线的结构完整须要求： a）带状线两边的边缘离地平面边缘至少3W，且在3W范围内，不得有过孔； b）禁止射频信号走线跨第二层或第四层的地平面缝隙。

11.5.4.5渐变线

图13带装线的结构完整性

一些射频器件封装较小，表贴元器件（SMD）盘宽度可能小至0.3mm，而射频线宽可能达 宜选用渐变线，禁止线宽突变。渐变线如图14所示。

11.5.4.62/4微带线

周期正弦被间隔2/4处的两点，互相之间的影响最小，不同的连接方式，其表现为开路或短路的 其典型应用是小信号放大管或功率管的偏置与供电电路。如图15所示。

11.5.5微波PCB电磁兼容性设计

11.5.5.1干扰模式

图15功放管偏置走线

微波PCB的电磁干扰，主要有以下四种干扰模式： a 传输耦合：直接传导耦合和公共阻抗耦合； b 串扰； C 辐射耦合：主要是电缆和内部走线间的共模电流辐射干扰； d 不匹配线的辐射：阻抗失配时，会导致反射和阻尼振荡， 5.5.2基本原则 要满足电磁兼容要求，在设计中应遵循如下基本原则和注意事项： a) 信号导线阻抗应与电路有良好的匹配； 6 采取合理的布局布线，见11.4.6和11.5的内容： C 按如下要求合理选用元器件： 1 滤波、去耦元件尽量采用表贴封装器件，以减小寄生参数效应； 晶振选用带有金属屏蔽壳体的器件； 3） 尽可能选用功耗较低、辐射发射较低、抗扰度较高的元器件： 尽可能选用具有电磁干扰/射频干扰屏蔽功能的对外电连接器： 5） 在满足速度等级要求的前提下，选择边沿速度较缓的器件，以降低信号所产生的高频成分： 在PCB板的电源线入口选用铁氧体抑制元件，消除高频干扰和尖峰干扰。 选择合适的接地方式，各种接地方式见11.5.3的内容； e) 降低高频辐射，可在PCB表面或集成电路（IC）上安装微波吸波材料： 对如接收前端、各种频率源、功放及天馈电路等敏感电路或强烈辐射源电路要加屏蔽，但如果 设计加工有难度时（如空间或成本限制等），可不加，但要做试验最终决定。

11.5.5.2基本原则

11.5.5.3屏蔽材料和方法要求

屏蔽材料和方法要求如下： a 常用的屏蔽材料均为高导电性能材料，如铜板、铜箔、铝板、铝箔。钢板或金属镀层、导电涂层等； 6) 静电屏蔽主要用于防止静电场和恒定磁场的影响。应注意两个基本要点，即完善的屏蔽体和良 好的接地性： 电磁屏蔽主要用于防止交变磁场或交变电磁场的影响，要求屏蔽体具有良好的导电连续性，屏 蔽体必须与电路接在共同的地参考平面上，要求PCB中屏蔽地与被屏蔽电路地要尽量的接近； d） 射频信号线在顶层穿过屏蔽壁时，要在屏蔽腔相应位置开一个槽门，门高大于0.5mm,门宽要

保证安装屏蔽壁后信号线与屏蔽体间的距离大于1mm； e 对某些敏感电路，有强烈辐射源的电路可以设计一个在PCB上焊接的屏蔽腔，PCB在设计时 要加上“过孔屏蔽墙”，就是在PCB上与屏蔽腔壁紧贴的部位加上接地的过孔。要求如下： 1）有两排以上的过孔； 2 两排过孔相互错开； 3） 同一排的过孔间距要小于入/20； 4 接地的PCB铜箔与屏蔽腔壁压接的部位禁止有阻焊。

11.6微波PCB导线

11.6.1微波 PCB导线图形

根据电气性能、加工工艺、焊接效果和布线的合理性要求，正确布设导线图形，如图16所示。同一 印制板上导线的宽度尽量一致，地线可适当加宽。为了容易制造和提高使用寿命DBJ 15-2010 海南省城乡容貌标准，最小导线宽度应不小 于0.15mm。导线不应有急弯和尖角，转弯和过渡部分宜用半径不小于2mm的圆弧连接或用45°角连线， 且应避免分支线。当导线宽度超过3mm时，最好在导线中间开槽，分成两根并联线（微波信号传输线 除外）。微波信号传输导线设计应符合传输特性阻抗要求，需进行必要的电磁场仿真。

11.6.2微波PCB导线的宽度

小导线宽度，特别注意结合点处导线宽度，应满足所设计的电流负荷。微波PCB导线的最小宽度见第10 章的相关内容，最小导线宽度不应小于0.15mm，且需满足微波特性阻抗要求。导线宽度与允许的载流 量、电阻的关系见表1。特性阻抗可采用11.10中微波软件进行仿真，以满足要求

功率放大器直流馈电高阻线设计时，应考虑基板外层导线宽度、厚度与其载流量及温升关系。微带 高阻线宽度可以比依据规则计算出的线宽略窄，工作时基板外层导线温升加上规定的环境温度应不超过 125℃（常用的典型值，根据选用的板材可能不同），且微带线焊接位置宽度要大于安装元器件焊接端 面（或引线）宽度。

11.6.3微波PCB导线的间距

相邻导线之间的距离应满足电气安全要求。一般导线 小到0.2mm。航天产品中的相邻导线间距应不小于0.3mm。由带线图形构成具有元器件功能特性的所 使用的导线，导线间距可以不符合间距要求，如微带线构成的耦合器等。导线间距与电压关系见表2， 设计时应考虑下述三个因素： a）低频低压电路的导线间距取决于焊接工艺； b）高压电路的导线间距取决于工作电压和基板的抗电强度； C)高频电路主要考虑分布电容对信号的影响，

HJ 997-2018 土壤和沉积物醛、酮类化合物的测定 高效液相色谱法表2导线间距与电压关系表