射频电路PCB的设计

李艳

摘 要：随着通信技术的发展，无线射频电路技术的应用越来越广泛，如手机、电脑以及无线PDA技术等。由于射频电路的性能在整个电器产品中有着十分重要的作用。因此，在科学技术的发展中，要不断更新产品，使其小型化、精密化，以提高产品的使用质量。对射频电路提出了设计理念，最终达到电磁兼容的要求。

关键词：射频；电路；PCB

为了提高PCB设计效果，保证电路的性能，在射频电路的PCB设计中要注意电磁的兼容性。本文重点研究了元器件的布局以及布线原则，最终达到电磁兼容的效果。提高电磁信号效果，促使电路正常运行。

一、PCB设计的步骤

为了提高电磁兼容性，在材板选择上要使用介电常数公差小的基材。具体的设计步骤分为：（1）选用PROTEL99 SE软件，该软件的数据库管理模式是PRO-JECT，其隐含性要求必须建立一个数据库文件用于管理所设计的电路原理图与PCB版图。具体设计过程中要将所有使用的元器件保存在元器件库内，来实现网络的连接。（2）完成原理设计图之后，要建立一个网络表以备使用。（3）具体规定外形及尺寸：根据具体设计要求，确定PCB的大小、空间以及外形等，在对元器件制作过程中：在Protel 99 SE中具体制作。通过选择“DESIGN”菜单中“Make Li-Brary”命令中的“New Ccmponent”命令来具体设计。具体根据元器件的形状以及大小在Toplayer层以Place Pad等命令在一定的位置画面出相应的焊盘并且编辑成所需的焊盘。然后以Place Track命令在Toop Overlayer层中画出元器件的最大外形，并且取出一个元器件名存入元器件库内。（4）检查工作，主要对电路原理以及电路之间的匹配和装配问题，检查无误之后进行存档，使用“File”选项中的“Ex-Port”命令将文件存放到指定的文件中。

二、PCB在射頻中的具体设计

当确定出PCB的外形和尺寸之后，将元器件制作完成，就开始布局和布线。通常在布线中采用的是红外炉再流焊实现焊接。在射频电路PCB设计中为了提高电磁兼容性，必须将每一个电路模块不产生电磁辐射，才能达到抗干扰性。为了确保电路性能，在射频电路PCB设计过程中要确保普通的PCB设计的布局，还要尽可能减少射频电路中各个环节不能出现相互干扰。根据电路的元器件布局，射频电路板本身的性能指标还应该解决好CPU处理之间的关系，因此元器件的布局十分重要。

元器件在布局中要遵循的原则：尽可能同一方向排列，在布局中通过选择PCB进入熔锡系统的方向减少免焊接的不良影响，确保焊接在合理的范围内进行。当PCB板的空间允许，尽可能地保持元器件之间的距离足够宽。元器件在布局中需要注意的是：确定与其他PCB板或者系统的接口元器件在PCB板上的位置处，注意之间的衔接；对于体积比较大的元器件来说，必须要考虑相互之间的配合问题，最终确定具体的位置。另外，要认真分析电路结构，对电路进行分块处理。需要将强电信号和弱电信号分开，数字信号电路和模拟信号电路分开，同一功能的电路尽可能在一定范围内，这样布置线路的目的是为了减少信号环路面积，最终提高电路抗干扰能力。最后在电路布置中部分元器件应该尽量避开干扰源，防止出现电磁兼容不合理现象的发生。

在射频电路的PCB设计过程中，完成了基本的元器件布局之后就开始进行布线设计，布线时与焊盘直接相连的线条不能太宽，走线过程中要尽可能避免不相连的元器件，避免发生短路现象。另外，还需要注意虚焊、连焊等现象。整个射频电路PCB设计中，要确保电源线和地线正确，电源线要尽可能放宽，减少环路电阻，要保证电磁抗干扰性，信号线的走向、宽度以及线与线之间的距离必须要设计合理，信号走线的一致性有利于抗阻增加匹配系数，增强信号之间的传输效果。由于地线容易形成电磁干扰，其主要原因在于地线存在一定的阻抗作用，线路中电流通过地线时，地线上产生的电压会形成地线的环路干扰。因此在PCB设计过程中，在地线布置时要做到：对所有的电路进行分块处理，射频电路基本上分成高频放大、混频以及调解等部分。在射频电路PCB设计中，为了将各个电路模块提供一个公共电位将其作为各个模块各自的地线，确保信号传输的流通性，当接入射频电路PCB接入地线时，在参考点下避免干扰。然而，电路内部在地线布置中要根据单点接地的原则，尽可能减小信号的环路面积，采用就近相接来提高信号的传输效果。在各个模块的空间允许情况下，最好以地线进行隔离，避免出现线路在交互过程中出现信号耦合效应，影响传输效果。

通过研究射频电路PCB设计，其最主要的目的是减少辐射能力，提高抗干扰能力。本文重点研究了布局和布线问题，将其作为PCB设计的主要问题。合理的布线和布局方式有助于提高射频电路PCB的设计的可靠性，确保信号传输流畅，最终达到提高电磁的兼容性效果。

参考文献：

王海红，何媛媛，吴建辉.射频电路PCB设计和电磁兼容[J].试验技术与试验机，2013（16）.