射频RF电路的PCB设计要点,年底温故而知新!【卧龙会】

卧龙会IT技术2021-11-22 09:34:05

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文|原创:上尉Shonway

        射频电路的PCB设计对于一般人来说总是那么的神密,有很多方面需要考虑。一般人因为知识,经验的不足,一些方面的知识没学过或没经历过,只有理论知识,在实际应用中没碰到过,让他无从下手。亦或就是乱画一通,只要连通就算完成。


        今天上尉Shonway给大家讲讲射频电路的PCB方面的设计要点,前面卧龙会皮希彼老师也讲过一个关于包地的处理。原创微信公众号:卧龙会IT技术。今天就给大家整体的讲一下这方面的PCB布局布线要点。

如下图1所示

图1

布局布线要点:

1,射频RF线需要进行阻抗设计,阻抗控制在50Ω。

这是一块双面板,所以阻抗参考层就只能是底层,如果只参考底层地,那双面板1.6mm的板厚要做50Ω,这个线宽至少要达到40mil以上。这对于布线是不合理的,RF引出焊盘宽度都没有40mil。


所以我们采用底层参考加共面底参考的形式。线宽我们设20MIL,因为我们采用的天线RF引线这里线宽是20MIL 。为了阻抗线连续,我们就用采用20MIL线宽。运用SI9000算出线宽20mil,与地之间的线距应为4.6mil,板厚为1.6mm。此时达到阻抗50.44Ω。如下图2所示

图2

然后设置布相应线宽线,及铺上相应线距的铜箔。这样阻抗就完成了。


双面板阻抗只能这样做,这样做有个坏处。有时候各个厂家因介质常数等不同原因,可能要再调整了。这样做,他们可调整的空间就比较小了。做精确的阻抗就会有难度。


还有一种就是多层板了。多层板的话,我们可以不参考共面地,把顶层的地铜箔挖出一个很大一个空间。到少离RF线1.5mm以上。越大越好。然后参考里层其中一层地进行阻抗控制。其它层都挖空。


这样算出来的阻抗,画好后让厂家拿去做也可以再调整的空间。前面卧龙会皮希彼老师讲过一个加粗线,隔层参考,以减小损耗,这也是需要考虑的。原创微信公众号:卧龙会IT技术。皮希彼老师也是高手,高手会考虑很多方面。


2,对于天线,有板载天线或定制天线器件。这里讲讲PCB板载天线。定制天线器件比较容易一点。有能力的自己用仿真软件(比如ANSOFT)仿真一下做一个PCB板载天线,没有这方面能力的,需要去找一个现成的人家经过检证的PCB板载天线按它要求放上去,这里不做仿真介绍,再说自己仿真做出来的需要经过多次验证,费时费钱。


本人做过一次仿真做天线,做出来的能用,性能没有人家的好。呜呜!不想费钱多次验证啊。原创微信公众号:卧龙会IT技术。就拿人家经过多次验证的有着不错性能的天线直接拿过来放上去就好。


3,天线下面为了全方位辐射比较好,不管双面还是多层。下面所有层都要挖空,还有最好把天线放在板子的角落或边上,不要放在中央。最好除了接RF这侧有电路,其它方向都是空的。这样保证射频辐射的空间宽广。


4,最后要注意的是在天线这侧的地铜箔要多打一些地孔。RF线是电磁波,任何接地不可靠的铜箔都会产生天线效应。打地孔之间的距离理论上是天线波长的1/20。但最好可以再近一点。而且打孔不能整齐的打孔,以避免形成共振腔。如下图所示地孔

图3

5,天线一端要接地,如下图所示

图4

这里这个天线跟地相连。这是这个叫天线GND馈点。


最后提一个问题,最后一点天线一端要跟地相连,那整个RF信号对地不是短路了吗?说明这是为什么?请在下面留言。


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