成功的RF設(shè)計(jì)必須仔細(xì)注意整個(gè)設(shè)計(jì)過程中每個(gè)步驟及每個(gè)細(xì)節(jié)，這意味著必須在設(shè)計(jì)開始階段就要進(jìn)行徹底的、仔細(xì)的規(guī)劃，并對(duì)每個(gè)設(shè)計(jì)步驟的進(jìn)展進(jìn)行全面持續(xù)的評(píng)估。而這種細(xì)致的設(shè)計(jì)技巧正是國內(nèi)大多數(shù)電子企業(yè)文化所欠缺的。

近幾年來，由于藍(lán)牙設(shè)備、無線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)設(shè)備，和移動(dòng)電話的需求與成長，促使業(yè)者越來越關(guān)注RF電路設(shè)計(jì)的技巧。從過去到現(xiàn)在，RF電路板設(shè)計(jì)如同電磁干擾(EMI)問題一樣，一直是工程師們最難掌控的部份，甚至是夢魘。若想要一次就設(shè)計(jì)成功，必須事先仔細(xì)規(guī)劃和注重細(xì)節(jié)才能奏效。

射頻(RF)電路板設(shè)計(jì)由于在理論上還有很多不確定性，因此常被形容為一種「黑色藝術(shù)」(black art) 。但這只是一種以偏蓋全的觀點(diǎn)，RF電路板設(shè)計(jì)還是有許多可以遵循的法則。不過，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，真正實(shí)用的技巧是當(dāng)這些法則因各種限制而無法實(shí)施時(shí)，如何對(duì)它們進(jìn)行折衷處理。重要的RF設(shè)計(jì)課題包括：阻抗和阻抗匹配、絕緣層材料和層疊板、波長和諧波...等。

該視頻是描述了射頻電路中，新建電路元器件封裝大小的注意事項(xiàng)。

在WiFi 產(chǎn)品的開發(fā)過程中，射頻電路的布線（RF Circuit Layout Guide）是極為關(guān)鍵的一個(gè)過程。很多時(shí)候，我們可能在原理上已經(jīng)設(shè)計(jì)的很完善，但是在實(shí)際的制板，上件過后發(fā)現(xiàn)很不理想，實(shí)際上這些都是布線（Layout）做的不夠完善的原因。本文將以一個(gè)無線網(wǎng)卡的布線實(shí)例及本人的一點(diǎn)工作經(jīng)驗(yàn)為大家講解一下射頻電路在布線中應(yīng)該注意的一些問題。

電路板的疊構(gòu)（PCB Stack Up）

在進(jìn)行布線之前，我們首先要確定電路板的疊構(gòu)，就像蓋房子要先有房子的墻壁。電路板的疊構(gòu)的確定與電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，電磁兼容的考慮等很多因素有關(guān)。下圖給出了四層板，六層板和八層板的常用疊構(gòu)方式。

圖1、四層板，六層板和八層板的常用疊構(gòu)方式

在無線網(wǎng)卡的PCB疊構(gòu)中，基本上不會(huì)出現(xiàn)單面板的情況，所以本文也不會(huì)對(duì)單面板的情況加以討論。

兩層板設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問題。

但是，在兩層板的情況下，就不一樣了。兩層板時(shí)，為了保證電路板的強(qiáng)度，我們不可能用很薄的電路板去做，這時(shí)，頂層和底層（參考面）之間的間距就會(huì)很大，如果還是用原來的辦法控制50歐姆的特性阻抗，那么頂層的走線必須很寬。例如我們假設(shè)板子的厚度是39.6mil(1mm)，按照常規(guī)的做法，在Polar中設(shè)計(jì)，如下圖

圖2、運(yùn)行Polar

線寬70mil，這是一個(gè)近乎荒謬的結(jié)論，簡直令人抓狂。在2.4GHz或者5GHz頻段，各種元件的引腳都是很小的，70mil的走線是無法實(shí)現(xiàn)的，于是，我們必須尋找另外一種解決方案。

運(yùn)行Polar軟件，選擇Surface Coplanar Line這個(gè)模型，如下圖

令Height(H)=39.6mil, Track(W)=30mil, Track(W1)=30mil, Ground Plane處打勾，Thickness=1OZ=1.4mil, Separation(S)=7mil, Dielectric(Er)=4.2, 如下圖

圖3、設(shè)置參數(shù)

最終，我們計(jì)算出這種情況下的傳輸線特性阻抗為52.14歐姆

在四層板的設(shè)計(jì)中，我們一般會(huì)將第二層作為完整的地平面，同時(shí)，也會(huì)把重要的信號(hào)線走在頂層（當(dāng)然包括射頻走線），以便于很好的控制阻抗。在六層板或者更多層板的設(shè)計(jì)中，我們同樣會(huì)將第二層作為完整的地平面，然后在頂層走最重要的信號(hào)線。

PS：可以使用Polar計(jì)算單端阻抗與阻抗等，有些Layout軟件自身就集成了阻抗計(jì)算器，如Allegro。

阻抗控制

在我們進(jìn)行原理設(shè)計(jì)與仿真之后，在Layout中很值得注意的一件事情就是阻抗控制。眾所周知，我們應(yīng)該盡量保證走線的特征是50歐姆，這主要和線寬有關(guān)，在本實(shí)例中，是兩層半，在Polar中采用Surface Coplanar Line模型進(jìn)行阻抗的計(jì)算，我們可以得到一組比較理想的值：Height(H)=39.6mil, Track(W)=30mil, Track(W1)=30mil,Thickness=1OZ=1.4mil, Separation(S)=7mil, Dielectric(Er)=4.2，對(duì)應(yīng)的特征阻抗是52.14歐姆，符合要求。如下圖中高亮的線就是這樣的一條射頻走線。

圖4、兩層板中的50歐姆走線

射頻元器件的擺放

相信做過射頻設(shè)計(jì)的人都應(yīng)該知道，我們應(yīng)該盡可能的使走線的長度較短，元器件擺放的越緊湊越好（特殊要求除外），同時(shí)，也會(huì)盡可能的保證元器件的擺放對(duì)布線很有利（不要使走線繞來繞去的）。如下圖，是射頻功率放大器（PA，Power Amplifier）的周圍器件的擺放，我們看到，元器件之間的距離很小。

圖5、射頻功率放大器（PA，Power Amplifier）的周圍器件的擺放

射頻走線應(yīng)該注意的問題

如前所述，射頻走線的長度要盡量短，線寬嚴(yán)格按照計(jì)算好的值去設(shè)定。在走線是尤其要注意的是，射頻走線中不要有任何帶有尖狀的折點(diǎn)，在走線的轉(zhuǎn)折處，最好要用弧線來實(shí)現(xiàn)，如下圖

圖6、轉(zhuǎn)折處使用弧線

其次，在多層板的走線中，有可能重要的射頻線要產(chǎn)生不可避免的交叉，這時(shí)我們就要使用我們最不想使用的東西：過孔。這樣，會(huì)有部分射頻信號(hào)線走到底層甚至中間層，但無論是哪一層，射頻走線一定會(huì)有參考平面，這時(shí)一個(gè)值得注意的問題就是不要跨層，或者說不要使地平面不連續(xù)。

過孔的放置

過孔的放置真的是一件比較復(fù)雜的事情，本文只討論那種接地的過孔。

首先，射頻走線的旁邊的地線最好能通過過孔打穿，接到底層或者中間層的地平面上，這樣可以是任何干擾信號(hào)或者輻射有最短的到地的通路，但是，過孔與射頻信號(hào)線的距離又不能太近，否則會(huì)嚴(yán)重影響射頻信號(hào)質(zhì)量，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中可靈活把握，如下圖，我們看到，高亮的信號(hào)線兩層分布著很多過孔。

圖7、高亮的信號(hào)線兩層分布著很多過孔

其次，在面積較大的地平面處，我們通常會(huì)放置很多的過孔用于連接不同層的地。這在射頻電路的布線中，要注意的就是大過孔要沒有規(guī)律的打，最好能弄成菱形的，這樣可以最大限度的抑制各種干擾。