射頻電路PCB的設計

李艷

摘 要：隨著通信技術的發展，無線射頻電路技術的應用越來越廣泛，如手機、電腦以及無線PDA技術等。由于射頻電路的性能在整個電器產品中有著十分重要的作用。因此，在科學技術的發展中，要不斷更新產品，使其小型化、精密化，以提高產品的使用質量。對射頻電路提出了設計理念，最終達到電磁兼容的要求。

關鍵詞：射頻；電路；PCB

為了提高PCB設計效果，保證電路的性能，在射頻電路的PCB設計中要注意電磁的兼容性。本文重點研究了元器件的布局以及布線原則，最終達到電磁兼容的效果。提高電磁信號效果，促使電路正常運行。

一、PCB設計的步驟

為了提高電磁兼容性，在材板選擇上要使用介電常數公差小的基材。具體的設計步驟分為：（1）選用PROTEL99 SE軟件，該軟件的數據庫管理模式是PRO-JECT，其隱含性要求必須建立一個數據庫文件用于管理所設計的電路原理圖與PCB版圖。具體設計過程中要將所有使用的元器件保存在元器件庫內，來實現網絡的連接。（2）完成原理設計圖之后，要建立一個網絡表以備使用。（3）具體規定外形及尺寸：根據具體設計要求，確定PCB的大小、空間以及外形等，在對元器件制作過程中：在Protel 99 SE中具體制作。通過選擇“DESIGN”菜單中“Make Li-Brary”命令中的“New Ccmponent”命令來具體設計。具體根據元器件的形狀以及大小在Toplayer層以Place Pad等命令在一定的位置畫面出相應的焊盤并且編輯成所需的焊盤。然后以Place Track命令在Toop Overlayer層中畫出元器件的最大外形，并且取出一個元器件名存入元器件庫內。（4）檢查工作，主要對電路原理以及電路之間的匹配和裝配問題，檢查無誤之后進行存檔，使用“File”選項中的“Ex-Port”命令將文件存放到指定的文件中。

二、PCB在射頻中的具體設計

當確定出PCB的外形和尺寸之后，將元器件制作完成，就開始布局和布線。通常在布線中采用的是紅外爐再流焊實現焊接。在射頻電路PCB設計中為了提高電磁兼容性，必須將每一個電路模塊不產生電磁輻射，才能達到抗干擾性。為了確保電路性能，在射頻電路PCB設計過程中要確保普通的PCB設計的布局，還要盡可能減少射頻電路中各個環節不能出現相互干擾。根據電路的元器件布局，射頻電路板本身的性能指標還應該解決好CPU處理之間的關系，因此元器件的布局十分重要。

元器件在布局中要遵循的原則：盡可能同一方向排列，在布局中通過選擇PCB進入熔錫系統的方向減少免焊接的不良影響，確保焊接在合理的范圍內進行。當PCB板的空間允許，盡可能地保持元器件之間的距離足夠寬。元器件在布局中需要注意的是：確定與其他PCB板或者系統的接口元器件在PCB板上的位置處，注意之間的銜接；對于體積比較大的元器件來說，必須要考慮相互之間的配合問題，最終確定具體的位置。另外，要認真分析電路結構，對電路進行分塊處理。需要將強電信號和弱電信號分開，數字信號電路和模擬信號電路分開，同一功能的電路盡可能在一定范圍內，這樣布置線路的目的是為了減少信號環路面積，最終提高電路抗干擾能力。最后在電路布置中部分元器件應該盡量避開干擾源，防止出現電磁兼容不合理現象的發生。

在射頻電路的PCB設計過程中，完成了基本的元器件布局之后就開始進行布線設計，布線時與焊盤直接相連的線條不能太寬，走線過程中要盡可能避免不相連的元器件，避免發生短路現象。另外，還需要注意虛焊、連焊等現象。整個射頻電路PCB設計中，要確保電源線和地線正確，電源線要盡可能放寬，減少環路電阻，要保證電磁抗干擾性，信號線的走向、寬度以及線與線之間的距離必須要設計合理，信號走線的一致性有利于抗阻增加匹配系數，增強信號之間的傳輸效果。由于地線容易形成電磁干擾，其主要原因在于地線存在一定的阻抗作用，線路中電流通過地線時，地線上產生的電壓會形成地線的環路干擾。因此在PCB設計過程中，在地線布置時要做到：對所有的電路進行分塊處理，射頻電路基本上分成高頻放大、混頻以及調解等部分。在射頻電路PCB設計中，為了將各個電路模塊提供一個公共電位將其作為各個模塊各自的地線，確保信號傳輸的流通性，當接入射頻電路PCB接入地線時，在參考點下避免干擾。然而，電路內部在地線布置中要根據單點接地的原則，盡可能減小信號的環路面積，采用就近相接來提高信號的傳輸效果。在各個模塊的空間允許情況下，最好以地線進行隔離，避免出現線路在交互過程中出現信號耦合效應，影響傳輸效果。

通過研究射頻電路PCB設計，其最主要的目的是減少輻射能力，提高抗干擾能力。本文重點研究了布局和布線問題，將其作為PCB設計的主要問題。合理的布線和布局方式有助于提高射頻電路PCB的設計的可靠性，確保信號傳輸流暢，最終達到提高電磁的兼容性效果。

參考文獻：

王海紅，何媛媛，吳建輝.射頻電路PCB設計和電磁兼容[J].試驗技術與試驗機，2013（16）.