射頻電路和微波電路設計重點問題的探討

董健

【關鍵詞】射頻電路;微波電路;電路設計;電路優化

當今社會，無線通信已經和人類的日常生活息息相關，在這個智能、無線時代，隨處可見與無線通信相關的東西。射頻電路以及微波電路屬于無線通訊系統中的最為基本的兩個環節，它們能夠接收信號，發送信號，對信號進行分析，作用巨大。為了保證無線通信快速、有效的發展，分析射頻電路和微波電路的設計中的問題是十分必要的，本次研究，旨在分析射頻電路以及微波電路的設計重點問題。

一、射頻電路和微波電路的內容界定

（一）射頻電路

在導體中，有電流經過，會產生一定的磁場效應。在磁場中，交變電流經過，電廠、磁場就會因此產生一定的變化，從而在電場中形成電磁波，如果電磁波的頻率超過100kHz，電磁波就具備了遠距離傳輸功能，此功能極為強大，我們將該現象稱為射頻現象。射頻電路是以交變電流、電磁波傳輸為基礎，然后由接收信號設施、發射信號設施、電路、調制裝置等構成。信號被天線接收到以后，信號就會被射頻電路中的處理設施有效處理，從而翻譯信號所表達的內容，同樣，也可以做反向處理，將表達的信息轉變為信號后，由天線將其進行輸出，所以，射頻電路在通信系統中的應用意義是十分重要的[1]。

（二）微波電路

如果電磁波的波長在0.1mm-1m之間，就為高頻率。因為微波的穿透性較強、頻帶較寬，在無線通信中，微波會承載著大量信息，在現代通訊中的應用比較普遍以及常見，比如：衛星通訊、多路通信等[2]。微波電路主要指的是以微波傳輸為基礎，建立的電路系統，能夠分成混合型以及單片型，其電子單元的構成成分包括：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節元件，從而進行無線通信傳輸。

二、射頻電路設計中的重點問題

（一）射頻電路設計中的常見問題

1、數字電路和模擬電路之間無一致性。射頻電路中的數字電路以及模擬電路是在相同的電路板上。在模擬電路中，電流以及電壓不會產生變化，在數字電路中，脈動改變，就會使電流、電壓發生較大的差異，從而產生干擾現象，保證電路質量。

2、電源設備在運行過程中，會產生噪聲。射頻電路運轉中，噪聲的產生是無法避免的。如果產生大量噪聲，CMOS控制器中就會存在大量電流，如果沒有有效處理，就會產生電壓毛刺，一旦超過電流閾值，就會對射頻電路的系統穩定性造成影響。

3、射頻電路中，有效、科學地處理電線，控制噪聲的強度，具有重要的意義。通常來說，數字電路對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，則會使電感大大提升，進而影響射頻RF的感抗，從而對整個電路系統功能造成影響。

（二）射頻電路設計中的注意事項

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，就會產生干擾，對射頻信號的處理功能產生影響。所以，為了保證電源以及底線不會受到造成的感染，應該添加去耦電容，將電源以及底線寬度加寬，除此以外，底線還可以通過增加銅層布局，盡可能多地和電路地板相連。

2、數字電路以及模擬電路共地。為了防止兩種電路互相感染，產生噪聲，就需要對兩種電路進行共地處理，在模擬電路的遠端放置高頻信號線，在PCB中處理數字電路和模擬電路共地問題。

三、微波電路設計中的問題

（一）微波電路設計的核心問題

1、需要明確阻抗以及頻率功率的關系，為了保證微波通訊可以正常運行，對微波電路進行設計之前，需要以三個設計要素為原則進行設計，從而對微波進行傳輸、轉換。因此，微波電路設計之前，設計人員需要熟練掌握相關理論，微波電路在設計后、試驗期間，需要以實驗結果為根據，對電源器件、電器結構以及其元件功能進行調整

2、引入新型的微波材料。目前，半導體技術快速發展，微波電路也在不斷升級，所以，為了保證電路性能良好，設計者需要盡可能地使用最新型的、最有效的微波材料。但是，其設計理念要以低頻電路為主，對引線匹配問題進行重視。

3、合理選擇頻譜范圍。因為微波電路的運行具有一定的復雜性，設計者需要選擇頻譜、濾波器應用其中。近些年來，微電子技術快速發展，高速電子開關更具優勢，既能夠獨立工作，占位又相對較少，能夠組合使用。

（二）微波電路的設計中注意事項

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，為了避免電場發生畸變，需要確認Gp范圍，因此，首先要保證接地具有穩定性，然后使用螺釘對其進行固定。

2、重視輔助電路。可以使用正變負電路，避免殘留余波，保證微波電路的雜波分量可以不超過閾值，從而使電路的整體性得到提升。

四、結語

日常生活中，人們已經離不開無線通訊了，為了保證無線通訊快速、順利發展，從業人員需要了解射頻電路和微波電路的設計問題并予以重視，這樣可避免在設計微波電路以及射頻電路時，對其穩定性造成影響。