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由于目前的趋势是无线，因此有一个Rf电路塞入这些无线设备中的每一个。Rf PCB设计是一个非常复杂和棘手的概念，它为Rf电路设计PCB布局需要大量的基本射频知识，因为布局设计人员面临的限制和挑战要多于模拟/数字PCB布局设计。

本教程的目的是为射频（Rf）PCB布局设计制定一些指导原则。

（精选照片由Radio Communication Lab提供）

Rf电路工作在500MHz至几千兆赫频带的范围内。

Rf信号由在非常高频载波上调制的单个频率或频带组成。Rf电流中包含的能量可以从导体辐射到空间中，这被称为电磁波。Rf电流倾向于集中在导体表面上并且不会非常深地穿透。这称为皮肤效应。

任何射频电路的基本构建模块都是 - 放大器，变频器和滤波器。

信号的波长等于它在一个周期的时间跨度内穿过的物理距离。在PCB上的任何磁道被认为是电长如果其长度大于或等于1/4 个它的波长。在这种情况下，轨道的特征阻抗必须与负载阻抗匹配，以避免反射。也就是说，为了确保最大功率传输，应匹配源阻抗和负载阻抗。匹配网络用于将任何阻抗转换为rf迹线的特征阻抗。参数回波损耗和插入损耗表明匹配网络的IC有效性。回波损耗定义为入射功率与反射功率之比。插入损耗定义为电路在到达下一级之前损失的功率分数。在理想的匹配电路中，回波损耗为零，无限插入损耗。任何信号线的临界长度是信号传播到负载并返回的时间等于上升时间的长度。正是这个长度超出了我们需要开始考虑传输线设计和端接技术。

图。传输线的等效电路

传输线的特征阻抗（Zo）是表示其分布式串联电感与分布式并联电容的比率的属性。对于大多数应用，rf走线使用50 W的特征阻抗。Zo取决于PCB介电材料，基板的厚度，迹线的宽度和厚度以及Rf迹线和接地平面之间的距离。

传输线可以是多种类型，但对于射频电路最优选的两种是微带和共面波导。

微带线由通过衬底与接地平面分离的迹线组成。微带的特征阻抗取决于以下参数

• 迹线宽度（W）

• 铜的厚度

• 衬底的介电常数（xr）和

• 迹线与地平面之间的距离（H）

共面波导类似于微带，但在Rf迹线的两侧也有铜。除了上述参数之外，CPWG特性阻抗还取决于Rf迹线与两侧铜之间的距离（G）。两侧的铜也是磨削的。

强烈建议在所有Rf PCB布局中使用4层PCB叠层，因为它提供了完整的接地层和电源层，因此可以简化信号线的布线。信号层的所有未使用区域也应用地面填充物覆盖。与2层设计相比，4层设计的优势在于，4层设计可实现均匀分布的Rf去耦于夹在两层主要接地平面之间的直流电源平面。电源平面两侧的接地层应使用过孔缝合。这种安排显着提高了emi-emc的性能。此外，接地平面的缝合通孔将用于电路板的边缘，以避免电路板边缘的辐射发射。连续的接地平面还确保敏感射频迹线的返回路径可以采用最短的路径，从而避免延长的接地环路。返回电流采用最小电感的路径。因此，在Rf轨迹下的地平面中不应存在从驱动器到接收器的不连续性。连续的接地平面还允许采用分布式微带迹线，因此可以严格控制迹线的阻抗（通常为50W）。

对于那些严格预算的人来说，2层设计也可以成功实施，底层覆盖着主要是磨削的铜浇注层。还应严格控制PCB厚度，因为为了实现微带或带状线传输线，PCB厚度不应超过0.8mm至1.0mm，否则传输线迹线的宽度将变得太大。

地平面应尽可能不受信号路由的影响。

每个Rf迹线的特征阻抗为50W。在计算特征阻抗为50W的走线宽度时，应选择正确类型的传输线。有许多可用的配套应用程序，如Saturn PCB工具包和AppCAD，可用于计算特定PCB叠层的走线平面的走线宽度和距离。计算的迹线宽度应在整个迹线长度内保持，对于CPWG，迹线与地面两侧的距离也应始终保持不变。

不要并行运行Rf跟踪。如果这种情况不可避免，请确保遵循3W规则，该规则规定平行走线之间的中心距应等于或大于走线宽度的3倍，以避免串扰和噪声耦合。

板上的过孔数量应尽可能地最小化，因为它会向走线引入寄生电感和电容。对于典型的1.6mm PCB厚度，单个通孔可以增加1.2nH的电感和0.5pF的电容，具体取决于通孔和介电材料的尺寸。绝不应在组件的多个引脚之间共享过孔。

尽可能确保Rf迹线在没有弯曲的情况下布线。如果弯曲不可避免，请将其弯曲而不是弯曲。这有助于保持均匀的宽度。

不要在Rf跟踪上创建存根。还应避免在Rf迹线上放置ic测试点，因为它们形成短截线。存根影响阻抗匹配，并且还充当可能产生辐射发射问题的天线。

尽可能在敏感的Rf电路周围放置接地保护线。在这些保护迹线上放置缝合过孔，将它们缝合到接地层。这种布置将敏感电路与电路的其他部分隔离。

应实现电源去耦，以确保电源中的噪声被过滤，并且不会到达其他敏感设备。确保提供充足的去耦电容。可能需要提供几个并联的电容器，以便滤除不同频率的噪声。具有接近待滤波频率的自谐振频率的电容器将是最有效的。每个去耦电容应具有自己的接地连接。按照标准做法，去耦电容应尽可能靠近IC的电源端口放置。另外，还可以提供大容量电容器以满足IC的突然浪涌电流需求。电源应连接到IC的电源引脚，使电源通过去耦电容流到IC。不要在电容和IC电源引脚之间放置任何通孔。

本教程旨在介绍Rf PCB设计技术的原理。PCB的正确设计和布局对于RF电路的成功至关重要。