5GHz的高频电路设计技巧

?        随着移动电话、WLAN(Wireless Local Area Network)、蓝芽(Bluetooth)的普及化，高频电子设备已经成为生活中的必需品，而电子设备使用的频率也从过去的1GHz逐渐朝5GHz甚至更高频方向发展。由于FET等主动电子组件与电容、电感等被动电子组件性能的提升，使得高频电路的特性获得大幅的改善。以往GHz的电路大多是由micro strip line等分布定数电路所构成，最近因为电子组件芯片化，因此高频电路以集中定数电路居多，不过即使高频电路已经进入集中定数电路时代，然而设计者却还未意识到配线长度、组件形状等分布定数性对高频电路的影响。此外电子组件芯片化之后若单靠是集中定数设计电路，势必会遭遇到设计上的极限，因此必需借助计算机仿真技术，针对pattern与组件的形状、配置(layout)等物理性尺寸进行精密的分析、设计，有鉴于此本文将深入探讨有关5GHz高频电路设计要领。 频率与信号位相 如图1所示5GHz刚好介于C band的中央部位，5GHz的信号在自由空间的波长为60nm，相较之下厚度1.0mm的FR-4玻璃环氧基板上的50Ω micro strip line的波长祇有32 nm，在该line如果组件位置偏差8mm，信号位相会产生900的相违，进而直接、间接造成电路结构、设计以及功能上的差异。此外电子组件芯片化并不代表可以完全取消matching调整等外置组件，换言之设计5GHz等级的高频电路，仍应该以被动电子组件的特性为主要考虑。尤其是使用chip inductor时必需详读该组件的规格表(spec sheet)。表1是太阳诱电公司高频积层chip inductor HK1608系列的型录摘要，值得注意的是表中列示的「自我共振频率」，由于该组件会引发自我共振，所以chip inductor的等价电路会成为电感(inductor)与电容(condenser)的等价电路，当频率低于自我共振频率时，会出现诱导性形成电感(inductor)功能，如果频率高于自我共振频率时就会出现容量性。 　

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