pcb上的迹线通常在平行平面之间布线。还有什么比这更简单的呢?事实上，它是一个三导体结构，既支持横向电磁波(TEM)的传播，也支持平行板波导(PPW)的传播——径向波或平面波的叠加——这让事情变得复杂起来。TEM波用于元件之间的信号传输，PPW波用于元件之间的功率传输。两种波都是有用的，但它们必须分开。例如，将TEM波发射到平行平面具有理想等势的迹中，可以观察到波严格沿迹传播，如图1所示(点击图片查看动画)．
图1。具有等势平面的迹流密度。迹线段在左底部端口用1v, 50欧姆，20 GHz的谐波源激励。另一个端口端接50欧姆。这两个端口都是通过端口，信号端位于跟踪端，参考端同时位于上、下平面。
如果其中一个平面是动力平面而另一个是地平面会发生什么?那么等势就不能被执行。图2说明了这种情况下信号的情况(点击图片查看动画)．
图2。参考一个平面的轨迹中的功率流密度。迹线段在左底部端口用1v, 50欧姆，20 GHz的谐波源激励。另一个端口端接50欧姆。两个端口都是通过端口，信号终端位于跟踪端，参考终端仅位于底部平面。
仅将激励引用到其中一个平面(GND)，就会使信号转换为有用的TEM波和PPW的径向波。PPW中的波是不需要的噪声，会导致电磁兼容或干扰(EMC/EMI)问题，以及信号通过平行平面在组件之间的不需要的传播(多路径传播)。不幸的是，对于复杂的设计来说，这些影响实际上是不可预测的。此外，信号变换改变了可观察的迹阻抗。在这个简单的情况下，在时域反射(TDR)图上，仅引用一个平面的轨迹阻抗大约为1欧姆，如图3所示。
图3。具有两个等势参考平面的迹的TDR图(红色图)和在激发位置仅涉及一个平面的迹的TDR图(蓝色图)。
图1中第一个具有理想等势平面的情况只是一个模型——从迹面到平面的2个端口仅用于激发TEM波。港口建设如图4中最上面的图所示。
图4。跟踪端口到两个平面(上)，端口到一个底部平面(中)和端口到底部平面，每个端口周围有短路通孔(下)。
这种端口结构完全消除了TEM和PPW之间的相互作用。向上的激励端口有一个- 1v的源，向下的激励端口是+ 1v的源。这在两个平面之间不会产生电压。另一方面，在+ 1v激励下，从迹到仅底面的端口(如图4中图所示)在传输线和传输面都产生了波。
在现实生活中，我们可以通过短路或缝合通孔，连接参考平面和加强等电位来避免或减少这种转变，如图4的下图所示。通孔使平面局部等势，信号大部分进入迹的TEM模式，如图5所示(点击图片查看动画)．
图5。具有强制等电位的功率流密度。迹线段在左底部端口用1 V 50欧姆，20 GHz谐波源激励。另一个端口端接50欧姆。两个端口都是通过端口，信号终端位于跟踪端，参考终端仅位于底部平面。平面在每个端口周围用3个通孔连接，以加强等效性。
这种执行的最关键位置是信号通过的位置。如果将几个缝合通孔与每个信号通孔电紧密地放置(在奈奎斯特频率的介电波长的四分之一内)，则PPW波将大幅减少，信号将再次转换为TEM波(见图5)。如果迹线的两个参考平面不能连接或缝合，则不可能实现这种等电位实施。
这里的关键是:堆叠必须重新设计，以允许发射孔周围的平面到平面的缝合，可能，沿着痕迹．否则，过渡的定位会受到不可预测的影响[1]，[2]。
注:功率流密度用于说明信号变换的概念。用完全匹配层(PML)边界条件模拟平面无穷大。
1.Y. Shlepnev，生命超过10 Gbps:本地化或失败!，信号完整性杂志，2018年4月18日。
2.“互联是如何工作的”演示视频发布和通过本地化https://www.simberian.com/ScreenCasts.php或在YouTube上的Simbeor频道https://www.youtube.com/user/simbeor/videos