高頻微波技術 - RF PCB的設計基礎

一、射頻PCB設計簡介

在無線通信系統中，只有一小部分前端電路工作在射頻階段，即俗稱的射頻前端電路。電路的其餘部分用於低頻基帶模擬和數字信號處理。通常，射頻前端電路包括低噪聲放大器、混頻器和功率放大器。雖然這部分電路的器件數量比基帶電路少很多，但仍然是整個系統成敗的關鍵。

類似於模擬IC設計的八角法則，RF PCB設計需要在寬動態範圍和高頻下進行模擬信號處理。因此，RF PCB設計也有自己的六邊形法則。噪聲、線性度、電源電壓、增益、工作頻率和功率是射頻 PCB 中最重要的指標。在實際設計中，這些參數中的任意兩個或兩個以上都會相互制約，從而導致多維優化問題。這種折中選擇和相互制約給RF PCB的設計帶來了很多問題。通常需要射頻設計人員的直覺和經驗才能得到更好的折衷方案。

射頻電路板設計

2、射頻PCB應用領域

(1) 基站射頻PCB

(2) 手機射頻PCB

(3) 無線局域網 (WLAN) RF PCB

(4) 全球定位系統 (GPS) 射頻 PCB

(5) 射頻標籤 (RFID) RF PCB

(6)物聯網(IOT)射頻PCB

3. 史密斯圓圖

概述： 史密斯圓圖是一種特殊的圓圖，將特徵參數和工作參數組合成一個整體，用圖解法求解，又稱阻抗圓圖。

史密斯圓圖廣泛應用於射頻微波放大器、振盪器、阻抗匹配等射頻電路中。可用於讀取阻抗、導納、發射係數、駐波比等參數。還可用於設計LC和傳輸線匹配電路，分析電路的噪聲係數、電路增益和穩定性因數。

典型的史密斯圓圖如上圖 1.7 所示。史密斯圓圖是電阻圓和電抗圓的組合。阻抗圓圈上部為正，表示阻抗是感性的。阻抗圓的下半部分X為負，表示阻抗為容性。圓圖上的任意一點對應一個反射係數和歸一化阻抗Z。在阻抗圓圖上，坐標(- 1,0)表示短路點，(1,0)表示開路點，( 0,0) 表示匹配點。

史密斯圓圖