射频电路和微波电路设计重点问题的探讨

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。