射頻電路和微波電路設(shè)計(jì)重點(diǎn)問(wèn)題的探討

董健

【關(guān)鍵詞】射頻電路;微波電路;電路設(shè)計(jì);電路優(yōu)化

當(dāng)今社會(huì)，無(wú)線通信已經(jīng)和人類的日常生活息息相關(guān)，在這個(gè)智能、無(wú)線時(shí)代，隨處可見(jiàn)與無(wú)線通信相關(guān)的東西。射頻電路以及微波電路屬于無(wú)線通訊系統(tǒng)中的最為基本的兩個(gè)環(huán)節(jié)，它們能夠接收信號(hào)，發(fā)送信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析，作用巨大。為了保證無(wú)線通信快速、有效的發(fā)展，分析射頻電路和微波電路的設(shè)計(jì)中的問(wèn)題是十分必要的，本次研究，旨在分析射頻電路以及微波電路的設(shè)計(jì)重點(diǎn)問(wèn)題。

一、射頻電路和微波電路的內(nèi)容界定

（一）射頻電路

在導(dǎo)體中，有電流經(jīng)過(guò)，會(huì)產(chǎn)生一定的磁場(chǎng)效應(yīng)。在磁場(chǎng)中，交變電流經(jīng)過(guò)，電廠、磁場(chǎng)就會(huì)因此產(chǎn)生一定的變化，從而在電場(chǎng)中形成電磁波，如果電磁波的頻率超過(guò)100kHz，電磁波就具備了遠(yuǎn)距離傳輸功能，此功能極為強(qiáng)大，我們將該現(xiàn)象稱為射頻現(xiàn)象。射頻電路是以交變電流、電磁波傳輸為基礎(chǔ)，然后由接收信號(hào)設(shè)施、發(fā)射信號(hào)設(shè)施、電路、調(diào)制裝置等構(gòu)成。信號(hào)被天線接收到以后，信號(hào)就會(huì)被射頻電路中的處理設(shè)施有效處理，從而翻譯信號(hào)所表達(dá)的內(nèi)容，同樣，也可以做反向處理，將表達(dá)的信息轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘?hào)后，由天線將其進(jìn)行輸出，所以，射頻電路在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用意義是十分重要的[1]。

（二）微波電路

如果電磁波的波長(zhǎng)在0.1mm-1m之間，就為高頻率。因?yàn)槲⒉ǖ拇┩感暂^強(qiáng)、頻帶較寬，在無(wú)線通信中，微波會(huì)承載著大量信息，在現(xiàn)代通訊中的應(yīng)用比較普遍以及常見(jiàn)，比如：衛(wèi)星通訊、多路通信等[2]。微波電路主要指的是以微波傳輸為基礎(chǔ)，建立的電路系統(tǒng)，能夠分成混合型以及單片型，其電子單元的構(gòu)成成分包括：變頻器、放大器以及電器空間。單片微波的電路頻率相對(duì)較高，其帶寬更大，具有更高的性能，以及更小的體積，在混合微波電路中包含了各種調(diào)節(jié)元件，從而進(jìn)行無(wú)線通信傳輸。

二、射頻電路設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問(wèn)題

（一）射頻電路設(shè)計(jì)中的常見(jiàn)問(wèn)題

1、數(shù)字電路和模擬電路之間無(wú)一致性。射頻電路中的數(shù)字電路以及模擬電路是在相同的電路板上。在模擬電路中，電流以及電壓不會(huì)產(chǎn)生變化，在數(shù)字電路中，脈動(dòng)改變，就會(huì)使電流、電壓發(fā)生較大的差異，從而產(chǎn)生干擾現(xiàn)象，保證電路質(zhì)量。

2、電源設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生噪聲。射頻電路運(yùn)轉(zhuǎn)中，噪聲的產(chǎn)生是無(wú)法避免的。如果產(chǎn)生大量噪聲，CMOS控制器中就會(huì)存在大量電流，如果沒(méi)有有效處理，就會(huì)產(chǎn)生電壓毛刺，一旦超過(guò)電流閾值，就會(huì)對(duì)射頻電路的系統(tǒng)穩(wěn)定性造成影響。

3、射頻電路中，有效、科學(xué)地處理電線，控制噪聲的強(qiáng)度，具有重要的意義。通常來(lái)說(shuō)，數(shù)字電路對(duì)于底線布局的依賴較小，但是射頻電路中如果底線布局不當(dāng)，則會(huì)使電感大大提升，進(jìn)而影響射頻RF的感抗，從而對(duì)整個(gè)電路系統(tǒng)功能造成影響。

（二）射頻電路設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)

1、電源以及底線要合理安排。射頻電路中，電源以及底線布局安排不合理，就會(huì)產(chǎn)生干擾，對(duì)射頻信號(hào)的處理功能產(chǎn)生影響。所以，為了保證電源以及底線不會(huì)受到造成的感染，應(yīng)該添加去耦電容，將電源以及底線寬度加寬，除此以外，底線還可以通過(guò)增加銅層布局，盡可能多地和電路地板相連。

2、數(shù)字電路以及模擬電路共地。為了防止兩種電路互相感染，產(chǎn)生噪聲，就需要對(duì)兩種電路進(jìn)行共地處理，在模擬電路的遠(yuǎn)端放置高頻信號(hào)線，在PCB中處理數(shù)字電路和模擬電路共地問(wèn)題。

三、微波電路設(shè)計(jì)中的問(wèn)題

（一）微波電路設(shè)計(jì)的核心問(wèn)題

1、需要明確阻抗以及頻率功率的關(guān)系，為了保證微波通訊可以正常運(yùn)行，對(duì)微波電路進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，需要以三個(gè)設(shè)計(jì)要素為原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而對(duì)微波進(jìn)行傳輸、轉(zhuǎn)換。因此，微波電路設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)人員需要熟練掌握相關(guān)理論，微波電路在設(shè)計(jì)后、試驗(yàn)期間，需要以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為根據(jù)，對(duì)電源器件、電器結(jié)構(gòu)以及其元件功能進(jìn)行調(diào)整

2、引入新型的微波材料。目前，半導(dǎo)體技術(shù)快速發(fā)展，微波電路也在不斷升級(jí)，所以，為了保證電路性能良好，設(shè)計(jì)者需要盡可能地使用最新型的、最有效的微波材料。但是，其設(shè)計(jì)理念要以低頻電路為主，對(duì)引線匹配問(wèn)題進(jìn)行重視。

3、合理選擇頻譜范圍。因?yàn)槲⒉娐返倪\(yùn)行具有一定的復(fù)雜性，設(shè)計(jì)者需要選擇頻譜、濾波器應(yīng)用其中。近些年來(lái)，微電子技術(shù)快速發(fā)展，高速電子開(kāi)關(guān)更具優(yōu)勢(shì)，既能夠獨(dú)立工作，占位又相對(duì)較少，能夠組合使用。

（二）微波電路的設(shè)計(jì)中注意事項(xiàng)

1、保證接地。微波電路需要將地面作為參考，在微帶線以及地面集中，為了避免電場(chǎng)發(fā)生畸變，需要確認(rèn)Gp范圍，因此，首先要保證接地具有穩(wěn)定性，然后使用螺釘對(duì)其進(jìn)行固定。

2、重視輔助電路?？梢允褂谜冐?fù)電路，避免殘留余波，保證微波電路的雜波分量可以不超過(guò)閾值，從而使電路的整體性得到提升。

四、結(jié)語(yǔ)

日常生活中，人們已經(jīng)離不開(kāi)無(wú)線通訊了，為了保證無(wú)線通訊快速、順利發(fā)展，從業(yè)人員需要了解射頻電路和微波電路的設(shè)計(jì)問(wèn)題并予以重視，這樣可避免在設(shè)計(jì)微波電路以及射頻電路時(shí)，對(duì)其穩(wěn)定性造成影響。