rf电路设计

Ⅰ 电子元件RF代表什么

射频（RF）是Radio Frequency的缩写，表示可以辐射到空间的电磁频率，频率范围从300kHz～300GHz之间。

射频就是射频电流，简称RF，它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流，大于10000次的称为高频电流，而射频就是兆基这样一种高频电流。射频（300K-300G）是高频(大于10K)的较高频段，微波频段（300M-300G）又是射频的较高频段。

在电子学理论中，电流流过导体，导体周围会链御形成磁场；交变电流通过导体，导体周围会形成交变的电磁场，称为电磁波。

在电磁波频率低于100kHz时，电磁波会被地表吸收，不能形成有效的传输，但电磁波频率高于100kHz时，电磁波可以在空气中传播，并经大气层外缘的电离层反射，形成远距离传输能力。我们把具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频。

射频技术在无线通信领域中被广泛使用，有线电视系统就是采用射频传输方式。

(1)rf电路设计扩展阅读：

目前定义RFID产品的工作频率有低频、高频和甚高频的频率范围内的符合不同标准的不同的产品，而且不同频段的 RFID 产品会有不同的特性。其中感应器有无源和有源两种方式。

一、低频

其实 RFID 技术首先在低频(从125kHz 到134kHz)得到广泛的应用和推广。该频率主要是通过电感耦合的方式进行工作，也就是在读写器线圈和感应器线圈间存在着变压器耦合作用，通过读写器交变场的作用在感应器天线中感应的电压被整流，可作供电电压使用。

磁场区域能够很好的被定义，但是场强下降的太快。

1、特性

工作在低频的感应器的一般工作频率从120kHz 到134kHz, TI 的工作频率为134.2kHz。该频段的波长大约为 2500m；

（1）、除了金属材料影响外， 一般低频能够穿过任意材料的物品而不降低它的读取距离。

（2）、工作在低频的读写器在全球没有任何特殊的许可限制。

（3）、低频产品有不同棚猜岩的封装形式。好的封装形式就是价格太贵，但是有 10 年以上的使用寿命。

（4）、虽然该频率的磁场区域下降很快， 但是能够产生相对均匀的读写区域。

（5）、相对于其他频段的 RFID 产品，该频段数据传输速率比较慢。

（6）、感应器的价格相对与其他频段来说要贵。

2、主要应用

畜牧业的管理系统；汽车防盗和无钥匙开门系统的应用； 马拉松赛跑系统的应用；自动停车场收费和车辆管理系统；自动加油系统的应用；酒店门锁系统的应用；门禁和安全管理系统。

二、高频

高频(工作频率为 13.56MHz)在该频率的感应器不再需要线圈进行绕制，可以通过腐蚀或者印刷的方式制作天线。感应器一般通过负载调制的方式 的方式进行工作。

也就是通过感应器上的负载电阻的接通和断开促使读写器天线上的电压发生变化， 实现用远距离感应器对天线电压进行振幅调制。如果人们通过数据控制负载电压的接通和断开， 那么这些数据就能够从感应器传输到读写器。

1、特性

（1）工作频率为 13.56MHz，该频率的波长大概为 22m；

（2） 除了金属材料外，该频率的波长可以穿过大多数的材料， 但是往往会降低读取距离。感应器需要离开金属一段距离；

（3）该频段在全球都得到认可并没有特殊的限制；

（4）感应器一般以电子标签的形式；

（5）虽然该频率的磁场区域下降很快， 但是能够产生相对均匀的读写区域；

（6）该系统具有防冲撞特性，可以同时读取多个电子标签；

（7）可以把某些数据信息写入标签中；

（8）数据传输速率比低频要快， 价格不是很贵。

2、主要应用

图书管理系统的应用；液化气钢瓶的管理应用； 服装生产线和物流系统的管理和应用；三表预收费系统；酒店门锁的管理和应用；大型会议人员通道系统；固定资产的管理系统；医药物流系统的管理和应用；智能货架的管理。

三、甚高频

甚高频(工作频率为 860MHz 到 960MHz之间甚高频系统通过电场来传输能量。电场的能量下降的不是很快， 但是读取的区域不是很好进行定义。该频段读取距离比较远，无源可达 10m左右。主要是通过电容耦合的方式进行实现。

1、特性

（1）在该频段，全球的定义不是很相同－欧洲和部分亚洲定义的频率为 868MHz，北美定义的频段为 902 MHz 到 905MHz 之间，在日本建议的频段为 950 MHz 到 956 MHz 之间。该频段的波长大概为 30cm 左右。

（2）目前，该频段功率输出目前统一的定义(美国定义为 4W， 欧洲定义为 500mW)。

（3）甚高频频段的电波不能通过许多材料， 特别是水， 灰尘， 雾等悬浮颗粒物资。相对于高频的电子标签来说， 该频段的电子标签不需要和金属分开来。

（4）电子标签的天线一般是长条和标签状。天线有线性和圆极化两种设计，满足不同应用的需求。

（5）该频段有好的读取距离，但是对读取区域很难进行定义。

（6）有很高的数据传输速率， 在很短的时间可以读取大量的电子标签。

2、主要应用

供应链上的管理和应用；生产线自动化的管理和应用； 航空包裹的管理和应用；集装箱的管理和应用；铁路包裹的管理和应用；后勤管理系统的应用；大规模人员进出管理的应用。

Ⅱ RF射频电路中的RF走线是平行好还是交叉好线间距是大还是小好

我做项目都是用的井字线布局 ，，如果遇到emc上的问题，，一般以扩大面积 或者布线走twisted pair的形式
coupling问题要具体问题具体分析，例如是个无源器件 平行当然省材明了

Ⅲ 射频电路设计怎么样

易懂而不失深刻，全面而不失简洁。 读起来舒服，学起来有味。 内容包括了传输线，匹配网络，滤波器，散射参数等微波基础知识，也包括了对有源元件及模型的讲述。再加上放大，震荡和混频几个射频电路基本现象的讲解。 尤其是对于晶体管模型的讲解非常好，即使你已看过不下一本微波射频类的书籍，也不要错过这一章。

Ⅳ 如何优化RF电路设计

RF电路篇：降低功放耗电量，关注包络跟踪

在用于智能手机通信的无线电路（RF电路）中，旨在降低耗电量的技术开发也十分活跃。这是因为，就峰值功率而言，仅RF电路就会消耗2W左右的电力，所以还存在着很大的削减空间。
RF电路中消耗电力最大的是发送部用来放大信号的功率放大器（PA）。在终端和基站处于远距离等情况下时，信号峰值会在瞬间消耗1.5W左右的电力（图18）。因此在RF电路中，如何削减PA的耗电量成了关注的焦点。

图18：RF电路的对策
智能手机的RF电路中，耗电量最大的是功率放大器（PA）。例如LTE在以23dBm输出时，仅功率放大器就会瞬间消耗1.5W左右的电力（a）。因此，要想降低RF电路的耗电量，提高PA的效率以及通过周边技术降低损耗至关重要（b）。（图18：（a）由本刊根据澳大利亚新南维尔士大学和英国Nujira公司的资料制作）
削减耗电量的关键在于提高PA的功率附加效率*和降低周边技术的电力损耗（图18（b））。
*功率附加效率（PAE：power added efficiency）＝表示PA的实际输出信号电力（从输出信号电力中减去输入信号电力的值）与电源加载的直流电力的比率。
PA的功率附加效率因采用的通信方式而异。比如，用于GSM方式通信电路的PA有望达到50％以上的效率，而用于W-CDMA方式的PA最大为40％左右，至于LTE由于尚未进行充分优化等，最大效率只有35％左右。也就是说，LTE终端中用于PA的输入功率有65％以上被浪费了（化为热量等）。
多频阻碍效率提高
今后将成为主流的LTE方式智能手机的PA要想提高功率附加效率无比困难。理由在于多频化的推进。
LTE方式的智能手机为了能在世界各地使用，标配了国际漫游功能。因此，RF电路必须支持多个频率（多频化）。如果PA和滤波器等RF电路的个别部件根据支持频率的数量来安装，部件个数就会增加，导致安装面积增大，成本也会增加。为了避免这种情况，LTE终端的主流是利用可在一个封装中支持多个频率的多频产品（图19）。“很多终端厂商打算在RF电路中以多模和多频部件的使用为主”（村田制作所执行董事、模块事业本部副本部长中岛规巨）。

图19：通过多频产品削减安装面积
采用多频型功率放大器（PA）的话，即使支持的频带数增加，安装面积也不会增加。（本站根据三菱电机的资料制作）
村田制作所的多频型PA与单一频带（单频）产品相比，不容易提高效率。所支持的放大频带数量越多，功率附加效率越难以提高，二者属于此消彼长（Trade-off）的关系 注1）。
注1） 多频型PA一般采用广带型放大电路，与特定频带具备放大特性的单频型相比，效率值容易下降。
包络跟踪技术亮相
作为提高LTE终端多频型PA效率的技术，备受关注的是对输入PA的电源电压进行细微控制的“Envelope Tracking（包络跟踪）”。
包络跟踪是对PA的电源电压进行极其细微的动态调节的技术。此前一直利用以发送信号的1个时隙为单位切换PA电源电压的方法“Average Power Tracking”。而包络跟踪则追踪信号振幅（信号电力），以更小的时隙切换电源电压，由此在输出时会选择效率最高的电源电压进行发送（图20）。

图20：追踪信号波形，细微控制电压
无电压控制、Average Power Tracking以及Envelope Tracking时的时间轴信号波形示意图。粉线表示电压值水平，粉色区域表示发热（多余的电力消耗）。（图由本刊根据Nujira公司的资料制作）
PA的功率附加效率对电源电压和发送电力有依赖性，因此如果能根据发送电力切换电源电压，在理想状态下能一直选择最大效率点，可以减少多余的电力消耗。通过组合使用该技术，弥补了多频型PA效率降低的缺点。
包络跟踪有多种实现方法，最常用的是从输入信号波形中提取振幅的形状，然后将所需的偏置信号输入PA的方法（图21）。此时采用的旨在加载最佳偏压的控制IC由欧美风险企业开发。

图21：包络跟踪的控制电路
从输入信号波形生成偏置信号波形，利用偏置信号波形对输入功率放大器（PA）的电源电压进行微细控制。根据PA的输出改变电源电压，由此能以最高效率的电压驱动。（图由本刊根据三菱电机的资料制作）
大幅削减耗电量
例如，如果使用英国Nujira公司供货的包络跟踪用控制IC，耗电量可较未使用时削减40％～55％（图22）。“与W-CDMA等相比，动态范围较大的LTE能进一步降低耗电量”（Nujira公司现场应用经理Tamas Vlasits）。

图22：包络跟踪的效果
Nujira公司的包络跟踪控制IC“NCT-L1100”封装在4mm见方的BGA等中（a）。W-CDMA、HSUPA及LTE在23dBm输出时的RF电路耗电量。导入包络跟踪技术，大幅降低了PA的耗电量。LTE的话可削减55％的耗电量（b）。（图由本刊根据Nujira公司的资料制作）
包络跟踪用控制IC插入PA和RF收发器IC（或基带处理LSI）之间使用。控制IC通过符合MIPI（Mobile Instry Processor Interface）标准的芯片间接口等控制 注2）。
注2） MIPI Alliance于2011年11约成立了旨在制定包络跟踪专用接口标准的工作组。预定制定从RF收发器IC或基带处理LSI收发包络信号的信号线标准。
在包络跟踪用控制IC领域另一家较受关注的公司是美国Quantance。该公司将自主开发的技术命名为“qBoost”，计划与PA厂商合作扩大技术的应用范围。该公司称，利用该技术可将功率附加效率提高至50％左右。
Quantance已经与三菱电机展开了合作。三菱电机前不久发布了尺寸仅3mm见方、可放大6频带的PA，设想与包络跟踪技术组合使用。组合使用后可确保最大40％的效率（图23）。

图23：支持6个频带，可确保40％的效率
三菱电机开发的GaAs制PA尺寸只有3mm×3mm×1mm（a）。功率附加效率在1.7G～2GHz的6个频带中最大可确保40％（b）。（图由本刊根据三菱电机的资料制作）
将来计划配备于RF IC
包络跟踪技术不仅可以利用上述专用控制IC来支持，在不久的将来还计划嵌入RF收发器IC等使用。富士通半导体预定2012年5月上旬开始样品供货配备包络跟踪控制功能的多模及多频型RF收发器IC“MB86L11A”。这是业界首款配备包络跟踪控制功能的RF收发器IC。此外，美国高通公司等从事智能手机芯片组业务的大企业好像也都在考虑标配该技术。
不过，包络跟踪也存在课题。由于电源电压高速切换，信号的失真特性会劣化，相邻通道的漏电功耗可能会增大。作为解决对策，瑞萨电子通过提前使发送信号失真（预失真）减轻了劣化，瑞萨电子认为“需要探讨类似的补偿技术”。
提高元件自身的效率
还有厂商打算通过提高PA元件自身的特性来提高效率，以降低耗电量。例如美国威讯联合半导体（RF Micro Devices）于2012年2月底发布了可将LTE发送时的功率附加效率提高至42～44％左右的PA“ultra-high efficiency PA” 注3）。
注3）可用于放大W-CDMA的频带1、2、3、4、5、8，以及LTE的频带4、7、11、13、17、18、20、21。
另外，富士通半导体2011年底开始供货多频型PA，通过在PA元件中利用与富士通研究所共同开发的高耐压晶体管“EBV-Transistor”提高了效率。这是一款利用CMOS技术设计的PA，能够通过一个封装支持W-CDMA和HSPA利用的3个频带的放大（图24）。据富士通半导体介绍，使用频率较高的中低输出时的效率非常高。

图24：富士通的CMOS制PA支持3个频带
富士通半导体开发的CMOS制PA利用一枚芯片实现了W-CDMA/HSPA的频带Ⅰ（2.1GHz频带）、频带Ⅴ（850MHz频带）、频带Ⅸ（1.7GHz频带）的放大。尺寸为4mm×3.5mm×0.7mm。
减少反射波降低耗电量
另外还有不在PA上下工夫，而是通过导入RF电路的周边技术来降低电力损耗的案例，比如插入隔离器来减少反射波。
隔离器是仅通过单向信号的部件，如果在PA和天线之间插入隔离器，可以阻止从天线侧逆流进入的信号。
最近的智能手机天线一般设置在机身侧面等，天线阻抗会随着用户握持方法的不同而大幅变动。因此，RF发送部会产生阻抗不匹配现象，从而导致PA的输出信号作为反射波返回，这会使S/N恶化。
反射越多，PA的发送电力越大，所以会导致耗电量的增加。插入隔离器可以去除反射波，从而降低耗电量。
使用隔离器会导致部件数量增加。因此，海外的终端厂商大都不愿意采用。不过开发商期待，随着对降低RF电路耗电量的关注度越来越高，采用的海外终端厂商也会增加。比如，隔离器开发企业之一村田制作所开发出了将PA、滤波器以及隔离器（稳定器）收纳在一个封装内的PA模块，并且已开始供货（图25）。该公司通过集成化缩小了产品尺寸，并以此为优势向日本国内外的终端厂商积极促销。

Ⅳ 射频功率放大器电路设计的介绍

《射频功率放大器电路设计》由西安电子科技大学出版社于2009年1月出版发行的图书，作者是黄智伟。《射频功率放大器电路设计》介绍了射频功率放大器电路的电路结构、工作原理、分析方法等电路设计所需要的相关信息，介绍了采用射频功率晶体管、射频场效应管（FET）、单片微波集成电路（MMIC）、射频功率放大器模块、单片射频功率放大器集成电路构成的射频功率放大器电路实例的主要技术性能、引脚端封装形式、内部结构、电原理图、印制电路板图和元器件参数等内容。《射频功率放大器电路设计》突出“先进性、工程性、实用性”的特点，可以作为从事无线通信、移动通信、无线数据采集与传输系统、无线遥控和遥测系统、无线网络、无线安全防范系统等应用研究的工程技术人员在进行射频功率放大器设计时的参考书和工具书，也可以作为高等院校通信、电子等相关专业本科生和研究生的专业教材和参考书。

Ⅵ RF射频电路设计工程师主要是设计射频芯片吗

不是的，射频电路工程师主要设计射频电路。通俗的说，就是用不同的射频芯片通过版连接，匹配等方式组成权一个完整的电路，通常需要了解各种射频芯片的作用和性能指标，还需要掌握电路设计的相关知识。设计射频芯片是芯片工程师的工作。

Ⅶ 把射频、中频、低频电路部分部署在同一PCB上，怎么选择PCB材质如何防止信号干扰使用什么软件设计

混合电路设计是一个很大的问题。很难有一个完美的解决方案。一般射频电路在系统中都作为一个独立的单板进行布局布线，甚至会有专门的屏蔽腔体。而且射频电路一般为单面或双面板，电路较为简单，所有这些都是为了减少对射频电路分布参数的影响，提高射频系统的一致性。相对于一般的FR4材质，CAM代工建议射频电路板倾向与采用高Q值的基材，这种材料的介电常数比较小，传输线分布电容较小，阻抗高，信号传输时延小。在混合电路设计中，虽然射频，数字电路做在同一块PCB上，但一般都分成射频电路区和数字电路区，分别布局布线。之间用接地过孔带和屏蔽盒屏蔽。
Mentor的板级系统设计软件，除了基本的电路设计功能外，还有专门的RF设计模块。在RF原理图设计模块中，提供参数化的器件模型，并且提供和EESOFT等射频电路分析仿真工具的双向接口；在RFLAYOUT模块中，提供专门用于射频电路布局布线的图案编辑功能，也有和EESOFT等射频电路分析仿真工具的双向接口，对于分析仿真后的结果可以反标回原理图和PCB。同时，利用Mentor软件的设计管理功能，可以方便的实现设计复用，设计派生，和协同设计。大大加速混合电路设计进程。其中手机板是典型的混合电路设计，很多大型手机设计制造商都利用Mentor加安杰伦的eesoft作为设计平台。