射频电路和微波电路设计重点问题的探讨

时间:2021-11-05 12:16:54 浏览量:

董健

【关键词】射频电路;微波电路;电路设计;电路优化

当今社会,无线通信已经和人类的日常生活息息相关,在这个智能、无线时代,随处可见与无线通信相关的东西。射频电路以及微波电路属于无线通讯系统中的最为基本的两个环节,它们能够接收信号,发送信号,对信号进行分析,作用巨大。为了保证无线通信快速、有效的发展,分析射频电路和微波电路的设计中的问题是十分必要的,本次研究,旨在分析射频电路以及微波电路的设计重点问题。

一、射频电路和微波电路的内容界定

(一)射频电路

在导体中,有电流经过,会产生一定的磁场效应。在磁场中,交变电流经过,电厂、磁场就会因此产生一定的变化,从而在电场中形成电磁波,如果电磁波的频率超过100kHz,电磁波就具备了远距离传输功能,此功能极为强大,我们将该现象称为射频现象。射频电路是以交变电流、电磁波传输为基础,然后由接收信号设施、发射信号设施、电路、调制装置等构成。信号被天线接收到以后,信号就会被射频电路中的处理设施有效处理,从而翻译信号所表达的内容,同样,也可以做反向处理,将表达的信息转变为信号后,由天线将其进行输出,所以,射频电路在通信系统中的应用意义是十分重要的[1]。

(二)微波电路

如果电磁波的波长在0.1mm-1m之间,就为高频率。因为微波的穿透性较强、频带较宽,在无线通信中,微波会承载着大量信息,在现代通讯中的应用比较普遍以及常见,比如:卫星通讯、多路通信等[2]。微波电路主要指的是以微波传输为基础,建立的电路系统,能够分成混合型以及单片型,其电子单元的构成成分包括:变频器、放大器以及电器空间。单片微波的电路频率相对较高,其带宽更大,具有更高的性能,以及更小的体积,在混合微波电路中包含了各种调节元件,从而进行无线通信传输。

二、射频电路设计中的重点问题

(一)射频电路设计中的常见问题

1、数字电路和模拟电路之间无一致性。射频电路中的数字电路以及模拟电路是在相同的电路板上。在模拟电路中,电流以及电压不会产生变化,在数字电路中,脉动改变,就会使电流、电压发生较大的差异,从而产生干扰现象,保证电路质量。

2、电源设备在运行过程中,会产生噪声。射频电路运转中,噪声的产生是无法避免的。如果产生大量噪声,CMOS控制器中就会存在大量电流,如果没有有效处理,就会产生电压毛刺,一旦超过电流阈值,就会对射频电路的系统稳定性造成影响。

3、射频电路中,有效、科学地处理电线,控制噪声的强度,具有重要的意义。通常来说,数字电路对于底线布局的依赖较小,但是射频电路中如果底线布局不当,则会使电感大大提升,进而影响射频RF的感抗,从而对整个电路系统功能造成影响。

(二)射频电路设计中的注意事项

1、电源以及底线要合理安排。射频电路中,电源以及底线布局安排不合理,就会产生干扰,对射频信号的处理功能产生影响。所以,为了保证电源以及底线不会受到造成的感染,应该添加去耦电容,将电源以及底线宽度加宽,除此以外,底线还可以通过增加铜层布局,尽可能多地和电路地板相连。

2、数字电路以及模拟电路共地。为了防止两种电路互相感染,产生噪声,就需要对两种电路进行共地处理,在模拟电路的远端放置高频信号线,在PCB中处理数字电路和模拟电路共地问题。

三、微波电路设计中的问题

(一)微波电路设计的核心问题

1、需要明确阻抗以及频率功率的关系,为了保证微波通讯可以正常运行,对微波电路进行设计之前,需要以三个设计要素为原则进行设计,从而对微波进行传输、转换。因此,微波电路设计之前,设计人员需要熟练掌握相关理论,微波电路在设计后、试验期间,需要以实验结果为根据,对电源器件、電器结构以及其元件功能进行调整

2、引入新型的微波材料。目前,半导体技术快速发展,微波电路也在不断升级,所以,为了保证电路性能良好,设计者需要尽可能地使用最新型的、最有效的微波材料。但是,其设计理念要以低频电路为主,对引线匹配问题进行重视。

3、合理选择频谱范围。因为微波电路的运行具有一定的复杂性,设计者需要选择频谱、滤波器应用其中。近些年来,微电子技术快速发展,高速电子开关更具优势,既能够独立工作,占位又相对较少,能够组合使用。

(二)微波电路的设计中注意事项

1、保证接地。微波电路需要将地面作为参考,在微带线以及地面集中,为了避免电场发生畸变,需要确认Gp范围,因此,首先要保证接地具有稳定性,然后使用螺钉对其进行固定。

2、重视辅助电路。可以使用正变负电路,避免残留余波,保证微波电路的杂波分量可以不超过阈值,从而使电路的整体性得到提升。

四、结语

日常生活中,人们已经离不开无线通讯了,为了保证无线通讯快速、顺利发展,从业人员需要了解射频电路和微波电路的设计问题并予以重视,这样可避免在设计微波电路以及射频电路时,对其稳定性造成影响。

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