射頻電路原理及主要應用

2020-12-06 電子產品世界

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/259494.htm

一、什麼是射頻電路？

射頻簡稱RF，射頻就是射頻電流，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1000次的稱為高頻電流，而射頻就是這樣一種高頻電流。

射頻電路指處理信號的電磁波長與電路或器件尺寸處於同一數量級的電路。此時由於器件尺寸和導線尺寸的關係，電路需要用分布參數的相關理論來處理，這類電路都 可以認為是射頻電路，對其頻率沒有嚴格要求，如長距離傳輸的交流輸電線（50或60Hz）有時也要用RF的相關理論來處理。

二、射頻電路的原理及發展

射頻電路最主要的應用領域就是無線通信，圖1.1為一個典型的無線通信系統的框圖，下面以這個系統為例分析射頻電路在整個無線通信系統中的作用。

圖1.1 典型射頻系統方框圖

這是一個無線通信收發機（tranceiver）的系統模型，它包含了發射機電路、接收機電路以及通信天線。這個收發機可以應用於個人通信和無線區域網路 中。在這個系統中，數字處理部分主要是對數位訊號進行處理，包括採樣、壓縮、編碼等；然後通過A/D轉換器轉換器變成模擬形式進入模擬信號電路單元。

模擬信號電路分為兩部分：發射部分和接收部分。發射部分的主要作用是：數- 模轉換輸出的低頻模擬信號與本地振蕩器提供的高頻載波經過混頻器上變頻成射頻調製信號，射頻信號經過天線輻射到空間中去。接收部分的主要作用是：空間輻射 信號經過天線耦合到接收電路中去，接收到的微弱信號經過低噪聲放大器被放大後與本地振蕩信號經過混頻器下變頻為包含中頻信號分量的信號。濾波器的作用就是 將有用的中頻信號濾出來後輸入模-數轉換器轉換成數位訊號，然後進入數字處理部分處理。

下面，將針對圖1.1 方框圖中的低噪聲放大器（LNA）討論一般射頻電路的組成和特點。圖1.2以TriQuint公司的TGA4506-SM為例，給出了這個放大器的電路板 圖，注意到輸入信號是通過一個經過匹配濾波網絡輸入放大模塊。放大模塊一般採用電晶體的共射極結構，其輸入阻抗必須與位於低噪聲放大器前面的濾波器的輸出 阻抗相匹配，從而保證最佳傳輸功率和最小反射係數，對於射頻電路設計來說，這種匹配是必須的。此外，低噪聲放大器的輸出阻抗必須與其後端的混頻器輸入阻抗 相匹配，同樣能保證放大器輸出的信號能完全、無反射的輸入到混頻器中去。這些匹配網絡是由微帶線組成，在有些時候也可能由獨立的無源器件組成，但是它們在 高頻情況下的電特性與在低頻的情況下完全不同。圖上還可以看出微帶線實際上是一定長度和寬度的敷銅帶，與微帶線連接的是片狀電阻、電容和電感。

圖1.2 TGA4506-SM電路版圖

圖1.3用於個人通信終端的低噪聲放大器電路板圖

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