射頻電路原理及主要應(yīng)用

一、什么是射頻電路？

射頻簡(jiǎn)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(jiǎn)稱。每秒變化小于1000次的交流電稱為低頻電流，大于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(hào)的電磁波長(zhǎng)與電路或器件尺寸處于同一數(shù)量級(jí)的電路。此時(shí)由于器件尺寸和導(dǎo)線尺寸的關(guān)系，電路需要用分布參數(shù)的相關(guān)理論來(lái)處理，這類電路都 可以認(rèn)為是射頻電路，對(duì)其頻率沒(méi)有嚴(yán)格要求，如長(zhǎng)距離傳輸?shù)慕涣鬏旊娋€（50或60Hz）有時(shí)也要用RF的相關(guān)理論來(lái)處理。

二、射頻電路的原理及發(fā)展

射頻電路最主要的應(yīng)用領(lǐng)域就是無(wú)線通信，圖1.1為一個(gè)典型的無(wú)線通信系統(tǒng)的框圖，下面以這個(gè)系統(tǒng)為例分析射頻電路在整個(gè)無(wú)線通信系統(tǒng)中的作用。

這是一個(gè)無(wú)線通信收發(fā)機(jī)（tranceiver）的系統(tǒng)模型，它包含了發(fā)射機(jī)電路、接收機(jī)電路以及通信天線。這個(gè)收發(fā)機(jī)可以應(yīng)用于個(gè)人通信和無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò) 中。在這個(gè)系統(tǒng)中，數(shù)字處理部分主要是對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，包括采樣、壓縮、編碼等；然后通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器變成模擬形式進(jìn)入模擬信號(hào)電路單元。

下面，將針對(duì)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(diǎn)。圖1.2以TriQuint公司的TGA4506-SM為例，給出了這個(gè)放大器的電路板 圖，注意到輸入信號(hào)是通過(guò)一個(gè)經(jīng)過(guò)匹配濾波網(wǎng)絡(luò)輸入放大模塊。放大模塊一般采用晶體管的共射極結(jié)構(gòu)，其輸入阻抗必須與位于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系數(shù)，對(duì)于射頻電路設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，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后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(hào)能完全、無(wú)反射的輸入到混頻器中去。這些匹配網(wǎng)絡(luò)是由微帶線組成，在有些時(shí)候也可能由獨(dú)立的無(wú)源器件組成，但是它們?cè)?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(shí)際上是一定長(zhǎng)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用于個(gè)人通信終端的低噪聲放大器電路板圖