一文搞懂如何优化高频PCB布线

很多工程师在设计高频 PCB 时，会陷入 “重基材、轻布线” 的误区 —— 花大价钱买了高频基材，却因布线设计不合理，导致辐射损耗和导体损耗居高不下。其实合理的布线设计，能在不增加成本的前提下，大幅降低高频损耗。今天捷配 PCB 就拆解 6 个关键的布线优化技巧，帮你减少辐射与导体损耗，让高频信号 “走得顺、跑得远”。

第一个技巧：用 “微带线 / 带状线” 替代普通线路，控制信号传输路径

高频信号传输时，线路的结构直接影响损耗，普通的单层线路容易产生辐射损耗，而 “微带线” 和 “带状线” 是专门为高频设计的传输结构，能有效减少辐射。

微带线由 “信号线 + 参考地平面” 组成，信号线位于 PCB 表层，下方紧挨着完整的地平面（间距固定），地平面能像 “屏蔽罩” 一样，减少信号向外辐射，同时为信号提供稳定的回流路径，降低辐射损耗。比如 5G 手机的射频线路，大多采用微带线结构，线宽通常为 0.2-0.5mm，与地平面间距 0.1-0.2mm，能将辐射损耗降低 20%-30%。

带状线则由 “信号线 + 上下两层地平面” 组成，信号线被包裹在两层地平面之间，辐射损耗比微带线更低，适合对辐射控制要求极高的场景（如毫米波雷达、卫星通信）。但带状线的加工难度稍大，需要精确控制信号线与地平面的间距，通常用于多层高频 PCB。

设计时要注意：微带线和带状线的线宽、间距需根据阻抗要求（如 50Ω、75Ω）计算，确保阻抗匹配，避免因阻抗不连续导致反射损耗（反射损耗也是高频损耗的重要来源）。

第二个技巧：避免 “线路不连续”，减少信号反射与辐射

高频信号对线路连续性非常敏感，任何不连续（如线宽突变、拐角、过孔）都会导致信号反射和辐射，增加损耗。优化时要做到 “三避免”：

避免线宽突变：信号线的宽度应保持一致，若必须变宽（如连接焊盘处），需采用 “渐变过渡”，渐变长度至少为线宽差的 3 倍。比如从 0.3mm 线宽过渡到 0.5mm 线宽，渐变长度应≥0.6mm，避免信号在突变处产生反射。

避免 90° 直角拐角：90° 拐角会导致线路的等效阻抗突变，同时拐角处的电场集中，容易产生辐射。应采用 45° 斜角或圆弧拐角，圆弧半径至少为线宽的 1 倍。比如 0.3mm 线宽的线路，圆弧半径应≥0.3mm，能减少拐角处的辐射损耗 15%-20%。

避免过孔滥用：过孔会破坏地平面的完整性，导致信号回流路径变长，增加辐射和导体损耗。高频线路应尽量减少过孔数量，若必须使用，需采用 “盲孔” 或 “埋孔”（而非通孔），并在过孔周围设置 “接地过孔”（间距≤0.5mm），形成 “接地环”，减少辐射。比如毫米波雷达的 PCB，过孔数量通常比普通 PCB 少 50% 以上，且都搭配接地过孔使用。

第三个技巧：控制线路间距，减少串扰与辐射

高频线路之间的串扰（信号相互干扰）会导致额外的辐射损耗，控制间距是关键。设计时要遵循 “3 倍线宽原则”：相邻两条高频信号线的间距，应至少为线宽的 3 倍，若线宽为 0.3mm，间距应≥0.9mm，能有效减少串扰导致的辐射损耗。

如果 PCB 空间有限，无法满足 3 倍线宽间距，可采用 “地线隔离”—— 在两条信号线之间增加一条接地线路，接地线路两端连接到地平面，能像 “屏障” 一样阻挡信号相互干扰，减少串扰损耗。比如 5G 基站的 PCB，射频线路密集，常采用地线隔离的方式，串扰损耗可降低 25% 以上。

此外，高频线路应远离 PCB 板边（至少距离板边 2mm 以上），避免因 “天线效应” 加剧辐射损耗 —— 线路靠近板边时，容易像天线一样向外辐射信号能量，尤其是频率超过 10GHz 时，板边辐射的影响会显著增加。

第四个技巧：优化铜箔选择与线路厚度，降低导体损耗

导体损耗主要来自铜箔的趋肤效应，优化铜箔和线路厚度能有效改善：

选择低粗糙度铜箔：普通电解铜箔的表面粗糙度（Rz）约为 1.5-3μm，在高频场景下，粗糙表面会增加电流的传输路径，导致导体损耗增加。应选用 “低轮廓铜箔”（Rz≤0.8μm）或 “极薄铜箔”（厚度 12μm 以下），能减少导体损耗 15%-25%。比如毫米波雷达 PCB，几乎都选用低轮廓铜箔，确保导体损耗最小化。

控制线路厚度：线路厚度应至少为趋肤深度的 2-3 倍，才能避免电流 “穿透” 铜箔，增加电阻。比如 1GHz 频率下，铜的趋肤深度约为 2.1μm，线路厚度应≥4.2μm（对应 1oz 铜箔，厚度约 35μm，远大于趋肤深度），能满足需求；28GHz 毫米波场景下，趋肤深度约为 0.8μm，线路厚度≥1.6μm 即可，无需过厚（过厚会增加 PCB 重量和成本）。

布线设计是高频 PCB 的 “灵魂”，好的设计能让普通基材发挥出接近高频基材的性能，而差的设计会浪费优质基材的性能。建议在设计完成后，用高频仿真软件（如 ANSYS HFSS、CST）对线路的损耗进行仿真，提前发现问题并优化，避免批量生产后出现损耗超标。