圖2 SIW的結構與場分布
幾種PCB平面?zhèn)鬏斁€技術有各自的優(yōu)點和缺點。例如SIW傳輸線，它具有如可應用于超高頻段、輻射低、損耗低等優(yōu)點，但由于其設計難度大、加工困難、不易與其他元件集成等缺點，使其相對于其他幾種傳輸線來說并不被廣泛應用。
2. 輻射損耗
對于PCB傳輸線電路，插入損耗主要包括介質損耗、導體損耗、輻射損耗和泄露損耗幾個部分，是各種損耗成分的總和。泄漏損耗通常是由于信號與地之間形成了泄漏電流而導致的能量的損失。由于高頻PCB材料具有較大的體電阻，泄露損耗很小，一般可以忽略。電路的導體損耗是傳輸線上信號路徑的能量損失，是由導體自身的阻抗引起。介質損耗則是由構成電路的電路材料的耗散因子所決定，選擇相對較小的損耗因子材料有利于電路總的插入損耗的減小。
對于中低頻段電路，電路的插入損耗主要由導體損耗和介質損耗有決定。而隨著電路所應用的頻率的不斷升高，信號波長變短，特別是在毫米波頻段，傳輸線的非閉合結構，以及傳輸線的橫截面積與線寬等保持不變而使電路的輻射損耗就變得不可忽略。微帶傳輸線盡管相對于上述其他三種在毫米波頻段更容易產生輻射損耗和雜散模，但由于微帶線具有的加工容易、設計簡單、物理尺寸小、易于集成等諸多優(yōu)點使得其仍然用于毫米波電路。那么在毫米波頻段使用微帶線時需要如何進行優(yōu)化設計呢？
下面以Rogers公司的MWI軟件來模擬計算同種材料不同厚度的50Ω微帶線各部分損耗情況，來討論毫米波頻段下微帶線損耗的優(yōu)化設計，如圖3所示。分別選取了10mil和30mil的兩種厚度設計的50Ω微帶線。從圖中可以看到，當頻率較低時，電路的輻射損耗幾乎可以忽略不計，這時電路總的損耗主要由導體損耗和介質損耗所決定，基于10mil厚度的電路因導體線路窄具有高的導體損耗而導致總的損耗偏高。當頻率升高時，相比10mil厚度的電路，可以看到基于30mil厚度的電路的輻射損耗顯著且迅速增加，從而導致電路總的損耗值較大。這一變化說明對于毫米波電路應用，較厚的微帶線路的輻射損耗占電路總損耗的較大部分。選擇厚度較薄的電路材料，可以降低輻射損耗從而減小電路的插損。
圖3 同種材料不同厚度下微帶線的損耗
電路材料厚度的降低對輻射損耗的減小，也可以看作是減小了電路中寄生雜散模式的產生。電路中所傳輸?shù)男盘柾鄠€頻率分量。由微波電路理論知道，當電路的厚度或寬度大于傳輸信號的1/8波長時，電路將產生雜散模。如圖4所示，當使用的電路材料較厚，設計同一阻抗如50Ω線路也會較寬，如果這一厚度或寬度與所傳輸信號中的波長相比擬時，電路的性能就將被惡化。以16.6mil RO4350BTM材料設計的50Ω微帶線為例，此時微帶線的寬度是36mil。這一寬度對應的1/4波長的頻率是46.5GHz，而對應的1/8波長的頻率是23.8GHz。因此這一電路在高頻段如46.5GHz時性能較差，而在小于23.8GHz時的波動較小、性能較好。
