随着电子设备小型化以及电路中5G信号频率快速增加,电子控制系统的传输速率和时钟频率在不断的上升和提高。现在的时钟频率从原来的几十MHz上升到几GHz,信号的转换时间从纳秒级变为皮秒级,时钟及总线频率快速上升,信号上升边沿极速变陡,从而导致PCB上的信号传输路径对电子控制系统的性能形成极大的困扰,传输路径的设计对PCB上信号完整性有着关键性作用,过孔和传输线是信号完整性传导的两个关键器件,因此,对过孔和传输线的计算分析有助于解决高速PCB板电路中信号完整性问题。本文首先确定了信号完整性问题的重要性,对信号完整性问题做出了重要的探讨并给出了多种数值建模方式。阐述了过孔和传输线的物理意义和电气意义,讨论了过孔模型和传输线模型的分类,对过孔模型结构和传输线模型结构做出了理论上的分析。提出了一种区域分解的有限元相减法来对过孔和传输线进行理论计算与分析,并对此方法进行了详细的阐述。通过采用Ansys HFSS建立了过孔和传输线的仿真结构模型,探讨各个参量对对传输线和过孔造成的影响。最后,针对过孔和传输线的物理模型建立相对应的实物PCB板,利用矢量网络分析仪对PCB板进行测试,与仿真结果进行对比研究,保证仿真模型建立的准确性。本文对传输线和过孔进行电磁特性仿真,分析过孔和传输线的结构参数对信号传输性能的影响,得到以下结论:(1)当差分线间距为2倍的差分线宽度时,差分线特征阻抗表现较好;(2)针对传统折角拐角传输线结构在高频信号传输过程中存在信号完整性问题,提出一种新的半圆弧拐角结构,仿真及实验表明该半圆弧比折角拐角结构反射效应降低11.2%;(3)针对过孔的半径、焊盘大小以及孔的间距参数进行优化,得到通孔的性能好于埋孔且焊盘对过孔的影响并不大,增加两孔间的间距可以减小两孔间的串扰。