射频电路抗干扰设计方法研究

摘 要：电磁干扰现象是随着电磁现象的发展而出现的。由于无线通信技术的飞速发展和电子设备的广泛应用，电磁噪声和电磁干扰现象越来越突出，导致电子设备无法正常运行或损坏。因此，已经出现了针对电磁干扰问题的干扰技术，并且正在逐渐发展成为研究和抑制电磁干扰的相关学科。

关键词：射频电路;抗干扰设计;方法探究

构成干扰因素的三个主要部分是干扰源、干扰传播方式和接收干扰的敏感装置。为了提高设备的抗干扰能力，首先要改变这三个变量之间的关系，这样才能完全消除电磁干扰。RF电路板主要由三部分组成，即电路的发射区、电路的接收区和频率源电路。放大器装置具有大信号、高功率等特点，可以在电路发射区作为强辐射干扰源。在电路接收区内存在小信号低噪声放大器，该放大器可以成为高灵敏度的接收设备。若潜在的电磁感受器与干扰源同处一个空间，则干扰将在有干扰传播途径时产生。一般而言，若将元件置于电路板上，借助电磁辐射的方式，实现能量的传递，并与印制板的导线发生耦合反应，则会出现指标不合格、信号失真、电路运行失常等问题，要有效地抑制干扰，就必须在RF路布线、元件布局、接地及屏蔽等方面采取科学有效的措施。图1是电磁干扰三要素的示意图。

一、 RF抗干扰布局设计

（一）物理分区抗干扰设计

当空间布置时，若将低噪声放大器安装在PCB板的一边，则高功率放大器不能安装在同一边，应在PCB板的另一边。安装高功率放大器时，通常是将其与天线的端口位置相连，可采用打盲孔或穿孔的方式连接。当安排一个电感时，要使它垂直排列，每一个电感元件之间的距离至少与任何一个器件的高度相等。这可以避免互感反应的发生。若采用电感进行平行排布，则电感排布结构易形成空心变压器装置，从而产生互感反应，产生干扰源。对RF电路板而言，电源的去耦电路是必不可少的一种器件。RF芯片可以灵敏地接收电源中的噪声干扰，为了有效地滤除干扰，必须设置去耦电容，从而有效地隔离干扰。一般而言，芯片上的每个电源端口都需要设置一个去耦电容。

（二）电气分区抗干扰设计

当处理与印制板相连的电源时，必须对电源进行去耦处理，滤除干扰后，才能使用稳压器装置或开关装置进行电源的控制分配。电力线尽量用粗线。在设置大功率放大器的电源时，需单独布设大电流线路。RF的輸入端，必须远离缓冲装置，放大装置和滤波装置的输出端。若多个器件与输入端接触，可能影响工作的稳定性，严重时甚至会产生自激振荡，严重损害滤波器的带通特性。

二、 RF布线设计

当设计RF型走线排布时，线路要直，不能过长，并尽可能采用粗线。线宽必须保持一致。线束布置尽量控制在表层，线束拐角应控制在45°以内。布线时，对于电路中一些比较敏感的模拟线，以及关键信号，应尽量远离。技术员应在敏感信号或关键数字信号周围设置防护屏障，并对地线进行铺设保护。若RF的排布走线需要通过信号线的位置，则需要在走线周围设置一层接地装置，与主要接地体连接。

三、 屏蔽设计

因此，为了达到屏蔽设计的目的，需要对各射频电路进行隔离设置，以充分抑制其中产生的电磁干扰。本设计是一种常用的抗干扰措施。采用屏蔽式设计，可以很好地避免出现耦合现象。一般说来，电路中的屏蔽结构主要有四种：屏蔽盒结构，双层屏蔽结构，屏蔽格子结构，覆铜箔绝缘板屏蔽结构。在屏蔽盒结构中，主要可对电路进行单独屏蔽，屏蔽效果较好。双屏蔽结构适合于需要较高屏蔽要求的电路。屏蔽格结构是指将电路装入各个屏蔽格中，然后用盖板进行遮蔽，从而能起到单独遮蔽的作用。若干扰电磁波频率较高，可采用涂铜绝缘板材料制成屏蔽结构，效果显著。

四、 接地设计

对于RF板，有三种接地方式：

（一）小信号和敏感信号接地系统，其中的接地系统包括：小信号检测电路装置、低电平电路装置、混频器装置和前级放大电路装置。该接地系统的信号范围较小，工作电平较低，易发生降级或故障。

（二）大信号电路和对信号不敏感的接地系统。该系统主要包括高功率放大电路装置、高电平电路装置和末级放大装置。地线系统的接地电流和工作电流都很大，所以不能与小信号接地系统相隔离。

（三）干扰源接地系统，如电路中的继电器装置等。这类系统运行时会出现冲击电流，对电路的正常工作造成不利的干扰。

与以上三种接地系统相对应，当进行接地设计时，RF型电路板应采用多点串联接地方式，每一类接地系统在排料时应保持独立，彼此隔离，不能与高频系统距离过近。

在高频线路板上的单元电路应按顺序排列，接地线应呈直线排列，防止地电流重叠，避免地电流在各单元电路间的寄生耦合。

五、 结语

为了有效地提高无线通信设备的抗干扰性能，对射频电路进行抗干扰设计至关重要。抗干扰性是电子设备稳定运行的基本保证。尽可能地抑制由射频电路产生的电磁辐射。为了阻止EMI的耦合反应，技术人员需要不断探索，研发出更有效、更可靠的抗干扰设计。

参考文献：

[1]代宪菊.射频电路抗干扰设计方法研究[J].通信技术，2013，46（8）：48-51.

[2]朱继宏，王若涵.美军毫米波卫星通信及射频技术研究[J].电子质量，2017（6）：55-60.

作者简介：蒋村溪，南京大桥机器有限公司。