射頻電路原理及主要應用

一、什么是射頻電路？

射頻簡(jiǎn)稱(chēng)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(chēng)。每秒變化小于1000次的交流電稱(chēng)為低頻電流，大于1000次的稱(chēng)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(cháng)與電路或器件尺寸處于同一數量級的電路。此時(shí)由于器件尺寸和導線(xiàn)尺寸的關(guān)系，電路需要用分布參數的相關(guān)理論來(lái)處理，這類(lèi)電路都 可以認為是射頻電路，對其頻率沒(méi)有嚴格要求，如長(cháng)距離傳輸的交流輸電線(xiàn)（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用領(lǐng)域就是無(wú)線(xiàn)通信，圖1.1為一個(gè)典型的無(wú)線(xiàn)通信系統的框圖，下面以這個(gè)系統為例分析射頻電路在整個(gè)無(wú)線(xiàn)通信系統中的作用。

這是一個(gè)無(wú)線(xiàn)通信收發(fā)機（tranceiver）的系統模型，它包含了發(fā)射機電路、接收機電路以及通信天線(xiàn)。這個(gè)收發(fā)機可以應用于個(gè)人通信和無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò ) 中。在這個(gè)系統中，數字處理部分主要是對數字信號進(jìn)行處理，包括采樣、壓縮、編碼等；然后通過(guò)A/D轉換器轉換器變成模擬形式進(jìn)入模擬信號電路單元。

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(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構，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，對于射頻電路設計來(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(xiàn)組成，在有些時(shí)候也可能由獨立的無(wú)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(xiàn)實(shí)際上是一定長(cháng)度和寬度的敷銅帶，與微帶線(xiàn)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