射頻和微波電路設計中值得重視的幾個問題

摘 要：隨著現代通信技術的不斷的飛速的發展，射頻和微波電路越來越受到廣泛的重視與高速的發展。這無疑對當今時代的設計人員和設計工程師產生著巨大的設計挑戰，即使是最自信的設計人員，對于射頻電路也總是望而卻步。因此如果能夠設計一種可以支持射頻和微波設計的PCB設計和分析工具，這將變得很有意義。因為單純的用手動建立銅箔形狀、倒角或者是via模式的過程，不僅需要花費大量時間而且又不能保證正確率。但是如果能用高效率的設計工具，一方面能提高操作射頻和微波元素的能力，另一方面，設計人員和工程師可以花更多精力去開發更多功能或者進一步將設備尺寸縮小，與此同時這樣的工具也更能保證設計人員設計出來的產品的質量。

關鍵詞：射頻；微波；電路設計；倒角；via模式

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.24.113

1 引言

當今時代的電子產品再也不像改革開放前的電視一樣，人們每隔好多年才舍得更新換代一次。現在幾乎從十幾歲到七八十歲的公民都是電子產品的消耗者，況且，不斷發展的科技無時無刻在更新著人們消費得起的智能手機、筆記本電腦、電視等電子產品，人們差不多每年都會換上新的電子產品。而這些產品的相同之處就是采用無線技術，它非常依賴RF射頻電路的技術。不過遺憾的是，該設計過程中都會出現非常多的問題，并且幾乎每一個問題都影響著生產率和質量[1-2]，尤其在一些情況下，設計人員還經常被迫在設計中做出更改，去配合使用射頻電路[3-4]，這些都給設計人員和設計工程師也帶來巨大的設計挑戰，并且需要專業的設計和分析工具。此外，盡管射頻內容不斷增加，但是，大多數PCB設計分析工具并不能幫助設計人員減少工作量。所以，許多年來，只有經驗豐富的設計人員才能獨立完成PCB的射頻部分的設計。相信在未來的發展過程中，射頻和微波電路進行Layout設計時還是會有一定的挑戰和機遇。

2 射頻和微波PCB設計的技巧

本文就以上的一些問題介紹幾條技巧，希望能為設計人員或者工程師們帶來幫助。

2.1 保持完好、精準正確的射頻形狀

為了盡可能的不出現錯誤提高正確率、并且減輕工程師的工作量，PCB設計工具可以控制各種各樣的銅箔形狀的導入。例如，控制DXF檔中的層別，然后把它重新映像到CAD電氣系統層別，這樣的過程即可建立有效的銅箔形狀（圖1）。圖1中，如果使用者能控制DXF導入過程，錯誤率大大降低了。

2.2 保留拐角形狀（

CORNERS SHARP）

其實工程師在設計銅箔形狀時，她們應該關注的最重要的要點之一就是建立帶尖拐角的Gerber檔。可以簡化這一過程的PCB設計工具是工程師們都十分想追求的。分析設計工具在創建Gerber檔時，可以通過強大的程序進行自動調節線條寬度從而達到獲得尖拐角的目的（圖2）。

圖2中，一個完美的PCB設計工具，應該滿足一下幾個方面，如，會自動調節形狀的線型，或者可以準確的計算線條寬度，這樣才能達到建立尖拐角的目的。

2.3 使用設計程序確保“設計即正確”

一個合格的PCB設計工具需要滿足多項設計規則的設定：比如可以設定不同的via類型；可以控制從銅箔區域邊緣到via之間應該有的長度；via與via之間的長度；甚至via模式的類型或者產生的Faraday cage都需要能夠被設定（圖3）。

圖3中，利用PCB設計工具，設計人員可以設定產生via模式的規則程序，并可以全自動的進行程序，從而可以在較短的時間內完成更多的工作量并確保符合所有設計程序。

3 結論

由于當今時代的飛速發展，射頻和微波電路設計人員和工程師面臨著很大挑戰與壓力，如純手動建立的銅箔形狀、倒角和via模式需要花費大量的時間并且也不能保證很高正確率。因此擁有一款能夠高效率支持射頻和微波設計的PCB設計工具是很有必要也是意義重大的。如果能用高效率的設計工具，一方面能讓操作射頻和微波元素的能力得到更大程度的提高，另一方面，設計人員和工程師也可以花更多精力去開發更多其它的功能或者進一步將設備尺寸縮小，與此同時這樣的工具也更能保證設計出來的產品的質量。

參考文獻：

[1]陳麗飛.射頻電路PCB的設計技巧[J].電子設計工程，2013（07）.

[2]何緩，王積勤.射頻電路PCB設計中應注意的有關問題[J].電力系統通信，2003（06）.

[3]林萬里，張顏萍，王國偉.射頻電路印刷電路板的設計[J].甘肅高師學報，2006（02）.

[4]朱紅兵，宋寧華.射頻電路PCB設計和電磁兼容[J].試驗技術與試驗機，2005（Z1）.

作者簡介：周鵬（1988-），男，江蘇無錫人，本科，助理工程師，從事微波射頻電路方面的研究。