RF、ミリ波、5Gアプリケーション用のCPW、GCPW、CBCPW伝送線路を設計します。 インピーダンス、実効誘電率を計算し、100+ GHzまでの周波数に対して ジオメトリを最適化します。
GCPW（接地コプレーナ導波路）断面図
周波数、アイソレーション、製造要件に基づいて適切なCPWバリアントを選択してください
コプレーナグランドのみの信号、底部グランドプレーンなし
チッププローブ、フリップチップ、シンプルなRF
底部グランドプレーンとスティッチングビアを持つCPW
ほとんどのPCB RF設計、5G、mmWave
導体バックCPW、上部ビアスティッチングなしの底部グランド
パワーアンプ、熱管理
簡略化：Z₀ ≈ (60/√εeff) × ln(2(1+√k)/(1-√k)) 実用向け
経験則：Z₀_gcpw ≈ 0.7 - 0.85 × Z₀_cpw
28GHz、39GHz、60GHzアンテナフィードとトランジション。GCPWはミリ波で低損失を提供します。
アンテナアレイフィードとパワーディバイダにGCPWを使用する77GHz ADASレーダーシステム。
オンウェハーテストとフリップチップ実装。CPWは優れたプローブパッドトランジションを提供します。
システム統合用のCPW-マイクロストリップ、CPW-導波管、CPW-同軸トランジション。
28GHz、εr=3.5で、λg ≈ 5.7mm → ビアピッチ ≤ 0.57mm
モード抑制に十分近く、電界干渉を避けるのに十分遠い
ビアインダクタンスを低減；ミリ波では8-10mil径が一般的
必ずフィールドソルバーで確認；これらは出発点です
ビアスティッチングなしのGCPWでは、寄生平行板モードがコプレーナグランドと底部グランドの間で伝播し、共振と損失を引き起こす可能性があります。ビアフェンスを使用してグランドを短絡し、特に10GHz以上でこのモードを抑制してください。
| パラメータ | GCPW | マイクロストリップ | 備考 |
|---|---|---|---|
| 周波数範囲 | DC to 100+ GHz | DC to ~40 GHz | CPWはミリ波でより良くスケール |
| 分散 | より低い | より高い | 高周波でより良いパルス形状 |
| 部品実装 | 直接（ビアなし） | グランドへのビア | より簡単なSMT統合 |
| グランド定義 | ローカル（コプレーナ） | ビアが必要 | RFトランジションに最適 |
| 配線密度 | より低い | より高い | CPWはコプレーナグランドが必要 |
| 設計の複雑さ | より高い | より低い | ビアフェンスが必要 |
コプレーナ導波路は、信号トレースとグランド導体が同じ層にあり、信号トレースがギャップで分離された2つのグランド領域の間にある伝送線路です。表面実装部品との統合が容易で、ミリ波周波数で良好な性能を提供します。電界はギャップに集中しています。
標準CPWは信号層にのみグランドプレーン（コプレーナグランド）があります。GCPW（接地CPW）は下層にグランドプレーンを追加し、ビアを介してコプレーナグランドに接続します。GCPWはより良いシールド、より低い放射損失、より一貫したインピーダンスを提供し、ほとんどのPCBアプリケーションで好まれます。
CPWが好まれるのは：(1) マイクロストリップ損失が増加する10GHz以上で動作する場合、(2) ビアなしで表面実装部品への簡単な接続が必要な場合、(3) 異なる伝送線路タイプ間のトランジションを設計する場合、(4) 高周波での分散を減らしたい場合、(5) 信号トレース近くにタイトなグランド定義が必要な場合です。
CPWインピーダンスは信号幅（W）とギャップ幅（G）の比率で制御されます：より広いギャップまたはより狭い信号 = より高いインピーダンス。GCPWの場合、基板高さ（H）も重要です：より薄い基板 = より低いインピーダンス。FR-4での50Ωの典型的な寸法：W=10mil、G=5mil、または基板に応じて調整。
ビアフェンスはGCPWラインの両側に配置されたグランドビアの列で、コプレーナグランドを底部グランドプレーンに接続します。平行板モードを抑制し、クロストークを減らし、アイソレーションを改善します。10GHz以上の周波数ではモード変換を防ぐためにλ/10以下の間隔でビアを配置します。
低周波設計用に従来のマイクロストリップとCPWを比較します。
完全なグランドプレーンカバレッジを持つシールドされた内層トレース。
高速シリアルインターフェース用の100Ω差動ペア。
インピーダンス方程式と設計公式の完全なリファレンス。
DCからミリ波周波数までの完全ガイド。
GCPWモード抑制用のグランドビア。
RFでの表面粗さと導体損失。
RFおよびPCB用語の完全なA-Zリファレンス。