改善共振腔效應

由2.1.1 節可知，PCB 板上會形成共振腔，並產生 TM 模態，而會產生模態 的激發源就是當訊號穿層時，能量會從鍍穿孔發散出去，開始在板子間反射傳播，

形成共振，也就是 SSN 的效應[16]，而在印刷電路板中，對於高速訊號處理 SSN

的問題都是加上結耦合電容。對此我們在第二層及第三層，也就是 POWER 和

GROUND 層挖個馬蹄形如圖 2.29，希望它能在兩層之間形成電容效應，類似加上 結耦合電容的效果，除了挖馬蹄形外並在傳輸線下方兩邊留連接處，以便形成完 整的迴流路徑。

圖2.31 為原本不加凹槽和加凹槽之後的 Insertion loss 比較圖，可以看到原本會 在7.3GHz、可以看到的共振腔效應，再加了凹槽之後，高頻的模態有被抑制的現 象，不過在低頻的部分也產生諧振，會產生諧振的原因是由於當我們挖了凹槽的 同時，也增加了迴流路徑的電感量，當增加的感量越大，就會在越低頻的部分產 生諧振，並對我們的Insertion loss 產生影響，而由於雙條通道使得產生的電感有並 聯的現象，感量變小使得在5GHz 就產生諧振，我們希望能在更低頻再產生諧振，

因此改成單條通道讓感量變大，能在更低頻才產生影響如圖 2.30，結果如同我們

所預期。

圖2.32 為未加凹槽前 PWR 跟 GND 層中介電質的電場分佈，明顯的可看出能 量從鍍穿孔開始散射出去，傳播到板子的四周形成共振，圖 2.33 為加入單條通道 凹槽後PWR 跟 GND 層中介電質的電場分佈，可以看出加凹槽後，能量會被鎖在 凹槽內，而不能散射出去形成共振。圖2.34 為加入雙條通道凹槽後 PWR 跟 GND 層中介電質的電場分佈，雖然也是會將能量鎖住，但其頻率響應的效果不符合需 求。而為了驗證凹槽效應，我們在板子其中一邊多加一個 PORT 如圖 2.35，試試 看在產生共振的頻率時，會不會因此就不會接收到能量。圖2.36 為比較加入凹槽

前後接收能量的 dB 圖，可以看出在 7.3GHz 時在未加凹槽前還有-6.5dB，加入凹 槽後，能量會被抑制到-15dB，由此可知加入凹槽後，確實可以把能量鎖住，防止 能量傳播出去。

圖2.29 留雙條通道凹槽圖

圖2.30 留單條通道凹槽圖

3.25mm

0.25mm

3.25mm

0.25mm

圖2.31 不加凹槽和加凹槽之後的 Insertion loss 比較圖

圖2.32 PWR 跟 GND 層中介電質的電場分佈圖

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Frequency (GHz) -18

-16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0

Insertion loss (dB)

沒有凹槽 單條通道 雙條通道

圖2.33 單條通道凹槽 PWR 跟 GND 層中介電質的電場分佈圖

圖2.34 雙條通道凹槽 PWR 跟 GND 層中介電質的電場分佈圖

圖2.35 3PORT 結構圖

圖2.36 比較加入凹槽前後接收能量的 Insertion loss 圖

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Frequency (GHz) -40

-35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0

Insertion loss (dB)

沒加凹槽 加凹槽