差分信号回流路径的全波电磁场解析

如图17 所示：由于GND2 与SIG 的介质较厚，相对的电场能量更多的集中在GND1,所以在GND2 开槽对信号的质量影响要比在GND1 开槽小的多。

在奇模和耦模的形式下S 参数的比较。信号回路的电场能量主要集中在临近的参考平面上。在此之比较SDD21 和SCC21,即只比较奇模和偶模的插入损耗。在这将开槽平面GND1与开槽平面GND2 进行SDD21和SCC21 的S 参数曲线进行比较。如图18 所示：

图18 开槽平面GND1 与开槽平面GND2奇模和耦模的S 参数比较图

如图18所示：开槽对奇模影响小，对耦模影响大;对邻近的参考平面开槽对信号质量的影响要比相对远的的参考平面开槽要小。

然后进行铜箔参考平面的场定义。

铜箔参考平面GND1 Polt fields 为Mag_E,结果如图19 所示：

图19 GND2 平面开槽情况下GND1 的电场分布图

铜箔参考平面GND2 Polt fields 为Mag_E,结果如图20所示：

图20 参考平面GND2 开槽情况下GND2 的电场分布图

将图6、图7和图19、20比较，在GND2开槽后，平面GND1和平面GND2的电场能量分布均有较大的差别。电场能量不再完全集中在信号下方而 是在整个平面上高低不同的电场能量都，但是GND1参考平面的电场分布变化较小，电场能量分布还是主要集中了信号的正下方。相比较而言GND2参考平面的 电场能量分布变化较大。当信号线返回与回流路径平面间的距离大于等于两信号线边缘距离时，回流路径平面内的电场能量相互重叠，回流路径平面的存在对信号 线。此时，对于差分信号来说，主要以GND1做为回流路径。

6、继承以上条件，在参考平面GND1和GND2均开槽的三维几何图形如图21.

图21 参考平面GND1 和参考平面GND2 均开槽的三维几何图形

进行分析计算。结果如下图22、23:

图22 参考平面GND1 和GND2 均开槽--S 参数曲线图

图23 S 参数

如图22可以查出：T1 的S11 为0.53287,S21 为0.6064;T2 的S11 为0.59312,S21 为0.56752.

S11>-3dB,S21>-20dB.在这种情况下信号质量严重劣化，根本不能保证信号的正常传输。

对图10、图16 和图23进行参考平面GND1 开槽、参考平面GND2 开槽与参考平面GND1和GND2 均开槽插入损耗的S 参数比较图，如图24:

图24 三种参考平面开槽情况的S 参数比较图