什么是射頻電路？

　　簡單(dan)來說，射頻(pin)電(dian)路(lu)(lu)(lu)（RFCircuit）就是(shi)指(zhi)處理信(xin)號(hao)的電(dian)磁(ci)波長與電(dian)路(lu)(lu)(lu)（或(huo)元器件尺寸）處于同一數量級的電(dian)路(lu)(lu)(lu)。通常在3kHz至2.4GHz（3,000赫茲至24億(yi)赫茲）頻(pin)率范圍內運(yun)行的模(mo)擬(ni)電(dian)路(lu)(lu)(lu)。一般情(qing)況下，常見的射頻(pin)電(dian)路(lu)(lu)(lu)包括：

　　低噪聲放(fang)大(da)器(qi)(qi)(LNA)；用于放(fang)大(da)遠處(chu)的微弱(ruo)信號(hao)，LNA決(jue)定(ding)無線電(dian)接收器(qi)(qi)的靈敏(min)度。

　　功率放大器（PA）；將(jiang)無線(xian)電(dian)信(xin)號放大到高(gao)功率進行傳輸，PA確定發射(she)機的覆蓋(gai)范圍。

　　本地振蕩器(qi)(LO)；主(zhu)要是(shi)為射頻發(fa)射器(qi)和(he)接收器(qi)提供本地載波頻率。

　　混(hun)(hun)頻(pin)器(qi)(qi)；混(hun)(hun)合(he)兩(liang)個(ge)信(xin)號，在發(fa)射(she)(she)機中，混(hun)(hun)頻(pin)器(qi)(qi)是一個(ge)“上變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)”，它將(jiang)低頻(pin)模(mo)擬信(xin)號與LO信(xin)號混(hun)(hun)合(he)以產生射(she)(she)頻(pin)信(xin)號，而在接收(shou)器(qi)(qi)中，混(hun)(hun)頻(pin)器(qi)(qi)是一個(ge)“下變(bian)頻(pin)器(qi)(qi)”，它將(jiang)射(she)(she)頻(pin)信(xin)號與LO信(xin)號混(hun)(hun)合(he)以產生低頻(pin)模(mo)擬信(xin)號。

　　濾波器；主要是將(jiang)信號能量(liang)限制在特定頻段，它(ta)起(qi)到防止不同(tong)無線電信號相互干擾的作用。

　　開關(guan)；控制信號流(liu)路徑(jing)。

　　收發(fa)器；由發(fa)射器和接收器組(zu)成(cheng)。

　　其(qi)實，射頻(pin)電(dian)路本質(zhi)原(yuan)理(li)上(shang)是“模擬的(de)”，具有連續的(de)時間(jian)激勵和響應。雖然射頻(pin)電(dian)路以前(qian)是用(yong)真(zhen)空管(guan)和分(fen)立晶體管(guan)制成的(de)，但(dan)這些材料已(yi)在很大(da)程度上(shang)被(bei)集成電(dian)路(IC)取代，除少數高功(gong)率應用(yong)外。

　　所(suo)以，在不(bu)需要(yao)高功率的應用(yong)中(zhong)，例如手機收發器(qi)(qi)、WiFi收發器(qi)(qi)、藍牙收發器(qi)(qi)和衛星接收器(qi)(qi)，電路(lu)通(tong)常采(cai)用(yong)硅基(ji)IC的形式而成。

　　另外，還(huan)一種特殊(shu)類(lei)型的射(she)頻集成電(dian)(dian)路稱為單(dan)片微(wei)波(bo)IC（MMIC；也稱為微(wei)波(bo)單(dan)片IC）。這些電(dian)(dian)路通(tong)(tong)常在2至(zhi)100GHz范圍或微(wei)波(bo)頻率下運(yun)行，用于雷達系統、衛星通(tong)(tong)信(xin)和蜂(feng)窩電(dian)(dian)話的功(gong)率放(fang)大器(qi)。

　　圖：ATA-8000系列射頻功率放大器

　　射頻應用包括：

　　無線電(dian)廣播(bo)；例(li)如AM/FM收音機。

　　無線通信(xin)；例如5G、手機、WiFi、藍牙。

　　射頻遙控器(qi)；例(li)如車(che)庫開門(men)器(qi)、無人機。

　　遙感，例如天氣或監視雷達。

　　衛星(xing)導航；如(ru)GPS、Galileo、Glonass、北斗衛星(xing)。

　　成(cheng)像；例如用于機場安檢的身體(ti)掃描儀

　　射頻(pin)波(bo)(bo)可以(yi)有其(qi)它名稱，例如微波(bo)(bo)（如“微波(bo)(bo)爐”）或毫米(mi)(mi)波(bo)(bo)。微波(bo)(bo)通(tong)常(chang)是指波(bo)(bo)長（λ）在1cm到(dao)10cm之間的無(wu)線電波(bo)(bo)，對(dui)應的頻(pin)率（f）為(wei)30GHz到(dao)3GHz。毫米(mi)(mi)波(bo)(bo)通(tong)常(chang)是指波(bo)(bo)長（λ）在1mm到(dao)10mm之間的無(wu)線電波(bo)(bo)，對(dui)應的頻(pin)率（f）為(wei)300GHz到(dao)30GHz。波(bo)(bo)長（λ）與頻(pin)率（f）的關系表(biao)示為(wei)λ=c/f，其(qi)中λ以(yi)米(mi)(mi)為(wei)單位(wei)，c為(wei)光速（3×10^8m/s），f以(yi)Hz為(wei)單位(wei)，或1/秒）。

　　射頻電路的設計步驟

　　射頻電(dian)路設計(ji)通常涉及自上而(er)下的(de)設計(ji)和(he)實施(shi)過程(cheng)，然后是(shi)自下而(er)上的(de)驗(yan)證過程(cheng)。當然，這種整(zheng)體方法有(you)很多變化，不(bu)過主要的(de)基(ji)本步驟如需：

　　為設(she)計制定(ding)高級規范；包括它將執行哪些功(gong)能(neng)？關鍵規格(ge)是(shi)什么，例(li)如LNA增(zeng)益(yi)(yi)和(he)噪(zao)聲(sheng)系(xi)數(shu)、PA輸(shu)出功(gong)率、LO相位(wei)噪(zao)聲(sheng)和(he)混頻器(qi)轉換增(zeng)益(yi)(yi)。

　　使用晶體(ti)管(guan)、電(dian)(dian)感器和電(dian)(dian)容器等(deng)組件(jian)創建設(she)備級電(dian)(dian)路描述；此步驟通(tong)常從代工廠PDK中的預定義(yi)設(she)備庫中提(ti)取。

　　使用(yong)電(dian)路仿真驗證(zheng)設(she)計是否符(fu)合其所有規格(ge)；在此步驟中，將對(dui)(dui)制(zhi)造過(guo)程和操作(zuo)可變性進行(xing)建模，以確保設(she)備設(she)計在面對(dui)(dui)這些不確定性時保持穩健。

　　通過組裝所(suo)有組件的(de)預定義布(bu)局(ju)來實現設計的(de)物理布(bu)局(ju)；需要注意的(de)是(shi)，必須遵循放置規則以(yi)確保可制造性。

　　最后從布局中提取等效(xiao)電路；寄生效(xiao)應(ying)(ying)這時候應(ying)(ying)該出現在設計(ji)描述中，并且重新模擬設計(ji)以確保它在添加這些新效(xiao)應(ying)(ying)后仍(reng)能按預期運行。

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