rf電路設計

Ⅰ 電子元件RF代表什麼

射頻（RF）是Radio Frequency的縮寫，表示可以輻射到空間的電磁頻率，頻率范圍從300kHz～300GHz之間。

射頻就是射頻電流，簡稱RF，它是一種高頻交流變化電磁波的簡稱。每秒變化小於1000次的交流電稱為低頻電流，大於10000次的稱為高頻電流，而射頻就是兆基這樣一種高頻電流。射頻（300K-300G）是高頻(大於10K)的較高頻段，微波頻段（300M-300G）又是射頻的較高頻段。

在電子學理論中，電流流過導體，導體周圍會鏈御形成磁場；交變電流通過導體，導體周圍會形成交變的電磁場，稱為電磁波。

在電磁波頻率低於100kHz時，電磁波會被地表吸收，不能形成有效的傳輸，但電磁波頻率高於100kHz時，電磁波可以在空氣中傳播，並經大氣層外緣的電離層反射，形成遠距離傳輸能力。我們把具有遠距離傳輸能力的高頻電磁波稱為射頻。

射頻技術在無線通信領域中被廣泛使用，有線電視系統就是採用射頻傳輸方式。

(1)rf電路設計擴展閱讀：

目前定義RFID產品的工作頻率有低頻、高頻和甚高頻的頻率范圍內的符合不同標準的不同的產品，而且不同頻段的 RFID 產品會有不同的特性。其中感應器有無源和有源兩種方式。

一、低頻

其實 RFID 技術首先在低頻(從125kHz 到134kHz)得到廣泛的應用和推廣。該頻率主要是通過電感耦合的方式進行工作，也就是在讀寫器線圈和感應器線圈間存在著變壓器耦合作用，通過讀寫器交變場的作用在感應器天線中感應的電壓被整流，可作供電電壓使用。

磁場區域能夠很好的被定義，但是場強下降的太快。

1、特性

工作在低頻的感應器的一般工作頻率從120kHz 到134kHz, TI 的工作頻率為134.2kHz。該頻段的波長大約為 2500m；

（1）、除了金屬材料影響外， 一般低頻能夠穿過任意材料的物品而不降低它的讀取距離。

（2）、工作在低頻的讀寫器在全球沒有任何特殊的許可限制。

（3）、低頻產品有不同棚猜岩的封裝形式。好的封裝形式就是價格太貴，但是有 10 年以上的使用壽命。

（4）、雖然該頻率的磁場區域下降很快， 但是能夠產生相對均勻的讀寫區域。

（5）、相對於其他頻段的 RFID 產品，該頻段數據傳輸速率比較慢。

（6）、感應器的價格相對與其他頻段來說要貴。

2、主要應用

畜牧業的管理系統；汽車防盜和無鑰匙開門系統的應用； 馬拉松賽跑系統的應用；自動停車場收費和車輛管理系統；自動加油系統的應用；酒店門鎖系統的應用；門禁和安全管理系統。

二、高頻

高頻(工作頻率為 13.56MHz)在該頻率的感應器不再需要線圈進行繞制，可以通過腐蝕或者印刷的方式製作天線。感應器一般通過負載調制的方式 的方式進行工作。

也就是通過感應器上的負載電阻的接通和斷開促使讀寫器天線上的電壓發生變化， 實現用遠距離感應器對天線電壓進行振幅調制。如果人們通過數據控制負載電壓的接通和斷開， 那麼這些數據就能夠從感應器傳輸到讀寫器。

1、特性

（1）工作頻率為 13.56MHz，該頻率的波長大概為 22m；

（2） 除了金屬材料外，該頻率的波長可以穿過大多數的材料， 但是往往會降低讀取距離。感應器需要離開金屬一段距離；

（3）該頻段在全球都得到認可並沒有特殊的限制；

（4）感應器一般以電子標簽的形式；

（5）雖然該頻率的磁場區域下降很快， 但是能夠產生相對均勻的讀寫區域；

（6）該系統具有防沖撞特性，可以同時讀取多個電子標簽；

（7）可以把某些數據信息寫入標簽中；

（8）數據傳輸速率比低頻要快， 價格不是很貴。

2、主要應用

圖書管理系統的應用；液化氣鋼瓶的管理應用； 服裝生產線和物流系統的管理和應用；三表預收費系統；酒店門鎖的管理和應用；大型會議人員通道系統；固定資產的管理系統；醫葯物流系統的管理和應用；智能貨架的管理。

三、甚高頻

甚高頻(工作頻率為 860MHz 到 960MHz之間甚高頻系統通過電場來傳輸能量。電場的能量下降的不是很快， 但是讀取的區域不是很好進行定義。該頻段讀取距離比較遠，無源可達 10m左右。主要是通過電容耦合的方式進行實現。

1、特性

（1）在該頻段，全球的定義不是很相同－歐洲和部分亞洲定義的頻率為 868MHz，北美定義的頻段為 902 MHz 到 905MHz 之間，在日本建議的頻段為 950 MHz 到 956 MHz 之間。該頻段的波長大概為 30cm 左右。

（2）目前，該頻段功率輸出目前統一的定義(美國定義為 4W， 歐洲定義為 500mW)。

（3）甚高頻頻段的電波不能通過許多材料， 特別是水， 灰塵， 霧等懸浮顆粒物資。相對於高頻的電子標簽來說， 該頻段的電子標簽不需要和金屬分開來。

（4）電子標簽的天線一般是長條和標簽狀。天線有線性和圓極化兩種設計，滿足不同應用的需求。

（5）該頻段有好的讀取距離，但是對讀取區域很難進行定義。

（6）有很高的數據傳輸速率， 在很短的時間可以讀取大量的電子標簽。

2、主要應用

供應鏈上的管理和應用；生產線自動化的管理和應用； 航空包裹的管理和應用；集裝箱的管理和應用；鐵路包裹的管理和應用；後勤管理系統的應用；大規模人員進出管理的應用。

Ⅱ RF射頻電路中的RF走線是平行好還是交叉好線間距是大還是小好

我做項目都是用的井字線布局 ，，如果遇到emc上的問題，，一般以擴大面積 或者布線走twisted pair的形式
coupling問題要具體問題具體分析，例如是個無源器件 平行當然省材明了

Ⅲ 射頻電路設計怎麼樣

易懂而不失深刻，全面而不失簡潔。 讀起來舒服，學起來有味。 內容包括了傳輸線，匹配網路，濾波器，散射參數等微波基礎知識，也包括了對有源元件及模型的講述。再加上放大，震盪和混頻幾個射頻電路基本現象的講解。 尤其是對於晶體管模型的講解非常好，即使你已看過不下一本微波射頻類的書籍，也不要錯過這一章。

Ⅳ 如何優化RF電路設計

RF電路篇：降低功放耗電量，關注包絡跟蹤

在用於智能手機通信的無線電路（RF電路）中，旨在降低耗電量的技術開發也十分活躍。這是因為，就峰值功率而言，僅RF電路就會消耗2W左右的電力，所以還存在著很大的削減空間。
RF電路中消耗電力最大的是發送部用來放大信號的功率放大器（PA）。在終端和基站處於遠距離等情況下時，信號峰值會在瞬間消耗1.5W左右的電力（圖18）。因此在RF電路中，如何削減PA的耗電量成了關注的焦點。

圖18：RF電路的對策
智能手機的RF電路中，耗電量最大的是功率放大器（PA）。例如LTE在以23dBm輸出時，僅功率放大器就會瞬間消耗1.5W左右的電力（a）。因此，要想降低RF電路的耗電量，提高PA的效率以及通過周邊技術降低損耗至關重要（b）。（圖18：（a）由本刊根據澳大利亞新南維爾士大學和英國Nujira公司的資料製作）
削減耗電量的關鍵在於提高PA的功率附加效率*和降低周邊技術的電力損耗（圖18（b））。
*功率附加效率（PAE：power added efficiency）＝表示PA的實際輸出信號電力（從輸出信號電力中減去輸入信號電力的值）與電源載入的直流電力的比率。
PA的功率附加效率因採用的通信方式而異。比如，用於GSM方式通信電路的PA有望達到50％以上的效率，而用於W-CDMA方式的PA最大為40％左右，至於LTE由於尚未進行充分優化等，最大效率只有35％左右。也就是說，LTE終端中用於PA的輸入功率有65％以上被浪費了（化為熱量等）。
多頻阻礙效率提高
今後將成為主流的LTE方式智能手機的PA要想提高功率附加效率無比困難。理由在於多頻化的推進。
LTE方式的智能手機為了能在世界各地使用，標配了國際漫遊功能。因此，RF電路必須支持多個頻率（多頻化）。如果PA和濾波器等RF電路的個別部件根據支持頻率的數量來安裝，部件個數就會增加，導致安裝面積增大，成本也會增加。為了避免這種情況，LTE終端的主流是利用可在一個封裝中支持多個頻率的多頻產品（圖19）。「很多終端廠商打算在RF電路中以多模和多頻部件的使用為主」（村田製作所執行董事、模塊事業本部副本部長中島規巨）。

圖19：通過多頻產品削減安裝面積
採用多頻型功率放大器（PA）的話，即使支持的頻帶數增加，安裝面積也不會增加。（本站根據三菱電機的資料製作）
村田製作所的多頻型PA與單一頻帶（單頻）產品相比，不容易提高效率。所支持的放大頻帶數量越多，功率附加效率越難以提高，二者屬於此消彼長（Trade-off）的關系 注1）。
注1） 多頻型PA一般採用廣帶型放大電路，與特定頻帶具備放大特性的單頻型相比，效率值容易下降。
包絡跟蹤技術亮相
作為提高LTE終端多頻型PA效率的技術，備受關注的是對輸入PA的電源電壓進行細微控制的「Envelope Tracking（包絡跟蹤）」。
包絡跟蹤是對PA的電源電壓進行極其細微的動態調節的技術。此前一直利用以發送信號的1個時隙為單位切換PA電源電壓的方法「Average Power Tracking」。而包絡跟蹤則追蹤信號振幅（信號電力），以更小的時隙切換電源電壓，由此在輸出時會選擇效率最高的電源電壓進行發送（圖20）。

圖20：追蹤信號波形，細微控制電壓
無電壓控制、Average Power Tracking以及Envelope Tracking時的時間軸信號波形示意圖。粉線表示電壓值水平，粉色區域表示發熱（多餘的電力消耗）。（圖由本刊根據Nujira公司的資料製作）
PA的功率附加效率對電源電壓和發送電力有依賴性，因此如果能根據發送電力切換電源電壓，在理想狀態下能一直選擇最大效率點，可以減少多餘的電力消耗。通過組合使用該技術，彌補了多頻型PA效率降低的缺點。
包絡跟蹤有多種實現方法，最常用的是從輸入信號波形中提取振幅的形狀，然後將所需的偏置信號輸入PA的方法（圖21）。此時採用的旨在載入最佳偏壓的控制IC由歐美風險企業開發。

圖21：包絡跟蹤的控制電路
從輸入信號波形生成偏置信號波形，利用偏置信號波形對輸入功率放大器（PA）的電源電壓進行微細控制。根據PA的輸出改變電源電壓，由此能以最高效率的電壓驅動。（圖由本刊根據三菱電機的資料製作）
大幅削減耗電量
例如，如果使用英國Nujira公司供貨的包絡跟蹤用控制IC，耗電量可較未使用時削減40％～55％（圖22）。「與W-CDMA等相比，動態范圍較大的LTE能進一步降低耗電量」（Nujira公司現場應用經理Tamas Vlasits）。

圖22：包絡跟蹤的效果
Nujira公司的包絡跟蹤控制IC「NCT-L1100」封裝在4mm見方的BGA等中（a）。W-CDMA、HSUPA及LTE在23dBm輸出時的RF電路耗電量。導入包絡跟蹤技術，大幅降低了PA的耗電量。LTE的話可削減55％的耗電量（b）。（圖由本刊根據Nujira公司的資料製作）
包絡跟蹤用控制IC插入PA和RF收發器IC（或基帶處理LSI）之間使用。控制IC通過符合MIPI（Mobile Instry Processor Interface）標準的晶元間介面等控制 注2）。
注2） MIPI Alliance於2011年11約成立了旨在制定包絡跟蹤專用介面標準的工作組。預定製定從RF收發器IC或基帶處理LSI收發包絡信號的信號線標准。
在包絡跟蹤用控制IC領域另一家較受關注的公司是美國Quantance。該公司將自主開發的技術命名為「qBoost」，計劃與PA廠商合作擴大技術的應用范圍。該公司稱，利用該技術可將功率附加效率提高至50％左右。
Quantance已經與三菱電機展開了合作。三菱電機前不久發布了尺寸僅3mm見方、可放大6頻帶的PA，設想與包絡跟蹤技術組合使用。組合使用後可確保最大40％的效率（圖23）。

圖23：支持6個頻帶，可確保40％的效率
三菱電機開發的GaAs制PA尺寸只有3mm×3mm×1mm（a）。功率附加效率在1.7G～2GHz的6個頻帶中最大可確保40％（b）。（圖由本刊根據三菱電機的資料製作）
將來計劃配備於RF IC
包絡跟蹤技術不僅可以利用上述專用控制IC來支持，在不久的將來還計劃嵌入RF收發器IC等使用。富士通半導體預定2012年5月上旬開始樣品供貨配備包絡跟蹤控制功能的多模及多頻型RF收發器IC「MB86L11A」。這是業界首款配備包絡跟蹤控制功能的RF收發器IC。此外，美國高通公司等從事智能手機晶元組業務的大企業好像也都在考慮標配該技術。
不過，包絡跟蹤也存在課題。由於電源電壓高速切換，信號的失真特性會劣化，相鄰通道的漏電功耗可能會增大。作為解決對策，瑞薩電子通過提前使發送信號失真（預失真）減輕了劣化，瑞薩電子認為「需要探討類似的補償技術」。
提高元件自身的效率
還有廠商打算通過提高PA元件自身的特性來提高效率，以降低耗電量。例如美國威訊聯合半導體（RF Micro Devices）於2012年2月底發布了可將LTE發送時的功率附加效率提高至42～44％左右的PA「ultra-high efficiency PA」 注3）。
注3）可用於放大W-CDMA的頻帶1、2、3、4、5、8，以及LTE的頻帶4、7、11、13、17、18、20、21。
另外，富士通半導體2011年底開始供貨多頻型PA，通過在PA元件中利用與富士通研究所共同開發的高耐壓晶體管「EBV-Transistor」提高了效率。這是一款利用CMOS技術設計的PA，能夠通過一個封裝支持W-CDMA和HSPA利用的3個頻帶的放大（圖24）。據富士通半導體介紹，使用頻率較高的中低輸出時的效率非常高。

圖24：富士通的CMOS制PA支持3個頻帶
富士通半導體開發的CMOS制PA利用一枚晶元實現了W-CDMA/HSPA的頻帶Ⅰ（2.1GHz頻帶）、頻帶Ⅴ（850MHz頻帶）、頻帶Ⅸ（1.7GHz頻帶）的放大。尺寸為4mm×3.5mm×0.7mm。
減少反射波降低耗電量
另外還有不在PA上下工夫，而是通過導入RF電路的周邊技術來降低電力損耗的案例，比如插入隔離器來減少反射波。
隔離器是僅通過單向信號的部件，如果在PA和天線之間插入隔離器，可以阻止從天線側逆流進入的信號。
最近的智能手機天線一般設置在機身側面等，天線阻抗會隨著用戶握持方法的不同而大幅變動。因此，RF發送部會產生阻抗不匹配現象，從而導致PA的輸出信號作為反射波返回，這會使S/N惡化。
反射越多，PA的發送電力越大，所以會導致耗電量的增加。插入隔離器可以去除反射波，從而降低耗電量。
使用隔離器會導致部件數量增加。因此，海外的終端廠商大都不願意採用。不過開發商期待，隨著對降低RF電路耗電量的關注度越來越高，採用的海外終端廠商也會增加。比如，隔離器開發企業之一村田製作所開發出了將PA、濾波器以及隔離器（穩定器）收納在一個封裝內的PA模塊，並且已開始供貨（圖25）。該公司通過集成化縮小了產品尺寸，並以此為優勢向日本國內外的終端廠商積極促銷。

Ⅳ 射頻功率放大器電路設計的介紹

《射頻功率放大器電路設計》由西安電子科技大學出版社於2009年1月出版發行的圖書，作者是黃智偉。《射頻功率放大器電路設計》介紹了射頻功率放大器電路的電路結構、工作原理、分析方法等電路設計所需要的相關信息，介紹了採用射頻功率晶體管、射頻場效應管（FET）、單片微波集成電路（MMIC）、射頻功率放大器模塊、單片射頻功率放大器集成電路構成的射頻功率放大器電路實例的主要技術性能、引腳端封裝形式、內部結構、電原理圖、印製電路板圖和元器件參數等內容。《射頻功率放大器電路設計》突出「先進性、工程性、實用性」的特點，可以作為從事無線通信、移動通信、無線數據採集與傳輸系統、無線遙控和遙測系統、無線網路、無線安全防範系統等應用研究的工程技術人員在進行射頻功率放大器設計時的參考書和工具書，也可以作為高等院校通信、電子等相關專業本科生和研究生的專業教材和參考書。

Ⅵ RF射頻電路設計工程師主要是設計射頻晶元嗎

不是的，射頻電路工程師主要設計射頻電路。通俗的說，就是用不同的射頻晶元通過版連接，匹配等方式組成權一個完整的電路，通常需要了解各種射頻晶元的作用和性能指標，還需要掌握電路設計的相關知識。設計射頻晶元是晶元工程師的工作。

Ⅶ 把射頻、中頻、低頻電路部分部署在同一PCB上，怎麼選擇PCB材質如何防止信號干擾使用什麼軟體設計

混合電路設計是一個很大的問題。很難有一個完美的解決方案。一般射頻電路在系統中都作為一個獨立的單板進行布局布線，甚至會有專門的屏蔽腔體。而且射頻電路一般為單面或雙面板，電路較為簡單，所有這些都是為了減少對射頻電路分布參數的影響，提高射頻系統的一致性。相對於一般的FR4材質，CAM代工建議射頻電路板傾向與採用高Q值的基材，這種材料的介電常數比較小，傳輸線分布電容較小，阻抗高，信號傳輸時延小。在混合電路設計中，雖然射頻，數字電路做在同一塊PCB上，但一般都分成射頻電路區和數字電路區，分別布局布線。之間用接地過孔帶和屏蔽盒屏蔽。
Mentor的板級系統設計軟體，除了基本的電路設計功能外，還有專門的RF設計模塊。在RF原理圖設計模塊中，提供參數化的器件模型，並且提供和EESOFT等射頻電路分析模擬工具的雙向介面；在RFLAYOUT模塊中，提供專門用於射頻電路布局布線的圖案編輯功能，也有和EESOFT等射頻電路分析模擬工具的雙向介面，對於分析模擬後的結果可以反標回原理圖和PCB。同時，利用Mentor軟體的設計管理功能，可以方便的實現設計復用，設計派生，和協同設計。大大加速混合電路設計進程。其中手機板是典型的混合電路設計，很多大型手機設計製造商都利用Mentor加安傑倫的eesoft作為設計平台。