完整地平面的隔离度是不是无穷大？

陆妹

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完整地平面的隔离度是不是无穷大？

EDA365原创     作者：何平华老师

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问题来源

射频PCB布线一般都是一字型长蛇，这条长蛇上没有任何过孔，没有信号过孔或接地过孔，于是下图红色箭头所示的射频布线，其正下方的所有布线层都是完美的布线通道：

工程师犹豫不决：正下方的数字或控制信号的布线是否会干扰到表面层的射频信号？或者说正下方的完整地平面的隔离度究竟是不是无穷大？

有问题？海飞丝！

HFSS能仿真出三维结构形成的无源网络的S参数，从S参数里面能找出隔离度等指标。

但是，对初学者来说有个知识盲点：HFSS是专门用于仿真高频电磁波的，所以在仿真导体时，会默认导体内部电磁场为零，尤其是PCB地平面这样的薄导体，能显著减少剖分网格数量，提高仿真速度。

导体内部电磁场为零？只有超导体才能实现！——只有超导体材料的法拉弟笼才能实现无穷大的隔离度（无穷大的屏蔽效果）。

所以HFSS在仿真铜材料的地平面隔离度时，有个选项要勾上：

意思是铜材料的地平面内部也做网格剖分并求解。

建一个如下图所示的3层板模型（一般不存在奇数层PCB）：顶层微带线---地平面---底层微带线。

建模时空气盒与PCB面积相等，杜绝了板边电磁波的串扰。

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仿真结果

0.5 OZ厚的地平面隔离度优于80dB；

1 OZ厚的地平面隔离度优于90dB；

要在求较高的场合，这么大的隔离度还是不太保险的，例如数字信号线有很强的干扰，而射频信号线是刚从天线接收到的弱信号。

用双层1OZ地平面隔离呢？下图就是双层地平面的仿真结果：

双层1OZ地平面的隔离度一下子提高到150dB，基本上能满足所有场合了。

疑问

完整地平面的隔离度是如何产生的？是因为地平面上的共地回流产生的。

下图是顶层微带线---GND---底层微带线构成的3层PCB横截面趋肤效应的电流密度分布，两微带线在地平面上的回流路径有重叠部分。GND铜越厚，则重叠部分越少。

      可以想象到：如果是顶层微带线---GND---GND---底层微带线的4层PCB，有双层地平面隔离，那么隔离度会大幅度提高：因为两微带线的回流路径都在自身的参考GND上，两个回流路径被GND之间的介质天然隔离了。

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出品｜EDA365

作者｜何平华老师

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finishedabc

我觉得应该不是无穷大的‘’

yerufeng

无穷都是理想化的状态，实际是达不到的。

巴丹123

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