마이크로웨이브 기술 - 무선 주파수 회로기판 원리 및 응용

1. 무선 주파수 회로 기판이란 무엇입니까?

무선 주파수는 RF라고 약칭하는데, 무선 주파수는 무선 주파수 전류판이며, 일종의 고주파 교류 전자파의 약자이다.초당 변화가 1000회 미만인 교류전기를 저주파전류라고 하고 1000회 이상인 전류를 고주파전류라고 하는데 무선주파수가 바로 이런 고주파전류이다.

무선 주파수 회로는 신호의 전자파 길이를 처리하는 회로로, 회로나 장치의 크기와 같다.이때 부품의 크기와 도선의 크기 사이의 관계로 인해 분포 파라미터 이론으로 회로를 처리해야 한다.이 회로는 무선 주파수 회로로 간주되며 주파수에 대한 엄격한 요구는 없습니다.예를 들어, 장거리 전송을 위한 AC 전송선 (50 또는 60Hz) 은 때때로 무선 주파수 이론으로 처리됩니다.

2. 무선 주파수 회로 기판의 원리와 발전

무선 주파수 회로의 가장 중요한 응용 분야는 무선 통신이다.그림 A는 일반적인 무선 통신 시스템의 프레임 맵입니다.다음은 이 시스템을 예로 들어 전체 무선 통신 시스템에서 무선 주파수 회로의 역할을 분석한다.

그림 A: 일반적인 무선 주파수 시스템 프레임맵

이것은 송신기 회로, 수신기 회로 및 통신 안테나를 포함하는 무선 통신 트랜시버의 시스템 모델입니다.이 트랜시버는 개인 통신 및 무선 LAN에 사용할 수 있습니다.이 시스템에서 디지털 처리 부분은 주로 샘플링, 압축, 인코딩 등을 포함한 디지털 신호를 처리한 후 A/D 변환기를 통해 아날로그 형식을 아날로그 신호 회로 단위로 변환한다.

아날로그 신호 회로는 발사 부분과 수신 부분으로 나뉜다.

송신 부분의 주요 기능은 믹서를 통해 D-A를 출력하는 저주파 아날로그 신호와 로컬 발진기가 제공하는 고주파 반송파에서 주파수를 무선 주파수로 변환하여 신호를 변조하고 안테나를 통해 무선 주파수 신호를 공간에 복사하는 것이다.수신 부분의 주요 기능은 공간 복사 신호가 안테나를 통해 수신 회로로 결합되고, 수신된 약한 신호는 저소음 증폭기를 통해 증폭되며, 로컬 진동 신호는 믹서를 통해 중주파 신호 분량을 포함하는 신호로 변환된다.필터의 기능은 유용한 if 신호를 필터링한 다음 A/D 변환기를 입력하여 디지털 신호로 변환한 다음 디지털 처리 섹션으로 이동하여 처리하는 것입니다.

다음으로 그림 a의 프레임 맵에서 저소음 증폭기 (LNA) 의 범용 RF 회로의 구성과 특성에 대해 토론합니다.

그림 B는 TriQuint사의 tga4506 sm을 예로 들면 이 증폭기의 회로 기판 그림을 보여 줍니다.입력 신호는 일치하는 필터 네트워크를 통해 증폭기 모듈로 입력됩니다.일반적으로 증폭기 모듈은 트랜지스터의 공사극 구조를 사용하는데, 그 입력 임피던스는 반드시 저소음 증폭기 전 필터의 출력 임피던스와 일치하여 최적의 전송 출력과 최소한의 반사 계수를 확보해야 한다.이러한 일치는 RF 회로 설계에 필요합니다.또한 LNA의 출력 임피던스는 백엔드 믹서의 입력 임피던스와 일치해야 하므로 증폭기의 출력 신호가 믹서에 완전히 반사 없이 입력될 수 있습니다.이러한 일치 네트워크는 마이크로밴드 선과 때로는 독립적인 소스 없는 부품으로 구성되어 있습니다.그러나 고주파에서의 전기 특성은 저주파에서의 전기 특성과 크게 다르다.그림에서 볼 수 있듯이, 마이크로밴드 선은 실제로 일정한 길이와 너비를 가진 구리 밴드이며, 마이크로밴드 선은 조각 저항기, 콘덴서, 전기 감각과 연결되어 있다.

그림 B tga506 sm PCB 레이아웃

전자학 이론에서 전류가 도체를 흐를 때 도체 주위에 자장이 형성된다.교류전기가 도체를 통과할 때 도체 주위에 교류전자장이 형성되는데 이를 전자파라고 한다.

전자파의 주파수가 100kHz보다 낮으면 전자파는 표면에 흡수되어 효과적인 전송을 형성할 수 없다.그러나 전자파의 주파수가 100kHz보다 높을 때 전자파는 공기중에서 전파될수 있으며 대기층 외연의 전리층을 통해 반사되여 원거리전송능력을 형성할수 있다.우리는 원거리 전송 능력을 갖춘 고주파 전자파를 무선 주파수라고 부른다.고주파 회로는 기본적으로 패시브 컴포넌트, 패시브 컴포넌트 및 패시브 네트워크로 구성됩니다.고주파 회로에 사용되는 컴포넌트의 주파수 특성은 저주파 회로의 컴포넌트와 다릅니다.고주파 회로의 무원 선형 부품은 주로 저항 (커패시터), 커패시터 (커패시터), 인덕션 (커패시터) 이 있다.

전자 기술 분야에서 무선 주파수 회로 기판의 특성은 일반 저주파 회로 기판과 다르다.주요 원인은 고주파 조건에서의 회로의 특성이 저주파 조건하에서의 특성과 다르기 때문에 우리는 무선 주파수 회로의 이론을 이용하여 무선 주파수 회로의 작업 원리를 이해해야 한다.고주파에서는 잡산용량과 잡산전감이 회로에 큰 영향을 미친다.잡산전감은 도체 연결과 소자 자체의 내부 자감에 존재한다.잡다한 커패시터는 회로의 도체와 부속품과 접지 사이에 존재한다.저주파 회로에서, 이러한 분산 매개변수는 회로의 성능에 미치는 영향이 매우 적다.주파수가 증가함에 따라 잡산 파라미터의 영향은 갈수록 심각해진다.초기 VHF 밴드 TV 수신기에서는 잡다한 용량의 영향이 매우 컸기 때문에 더 이상 추가 콘덴서를 추가할 필요가 없었다.

또한 무선 주파수 회로에는 피부 보호 효과도 존재한다.직류 전기와 달리 전류는 직류 조건에서 전체 도체를 흐르고 고주파 조건에서는 도체 표면에서 흐른다.그 결과 고주파 AC 저항이 DC 저항보다 컸다.

고주파 회로기판의 또 다른 문제는 전자기 복사의 영향이다.주파수가 증가함에 따라 파장이 회로 크기 12와 비슷할 때 회로는 복사기로 변한다.이때 회로 간, 회로와 외부 환경 사이에 각종 결합 효과가 발생하여 많은 간섭 문제를 초래할 수 있다.이런 문제들은 낮은 주파수에서는 종종 중요하지 않다.

통신 기술의 발전에 따라 통신 설비의 주파수는 날로 증가한다.무선 주파수(RF) 및 마이크로웨이브(MW) 회로는 통신 시스템에서 널리 사용됩니다.고주파 회로의 설계는 줄곧 업계의 특별한 관심을 받아 왔다.신형 반도체 부품은 고속 디지털 시스템과 고주파 아날로그 시스템을 끊임없이 확장시켰다.마이크로웨이브 무선 주파수 인식 시스템(RFID)의 반송파 주파수는 915MHz 및 2450MHz입니다.위치확인시스템(GPS)의 반송파 주파수는 각각 1227.60mhz와 1575.42MHz이다.개인 통신 시스템의 무선 주파수 회로는 1.9GHz의 작동 주파수로 부피가 작은 개인 통신 단말기에 집적할 수 있다;4GHz 업링크는 C-밴드 위성 방송 통신 시스템 통신 링크와 6GHz 다운링크 통신 링크에 포함됩니다.일반적으로 이러한 회로의 작동 주파수는 1GHz 이상이며 통신 기술의 발전에 따라 이러한 추세는 계속될 것입니다.그러나 그것은 특수한 설비와 장치가 필요할 뿐만 아니라 직류와 저주파 회로에 없는 이론 지식과 실천 경험도 필요하다.