什么是射频电路？

　　简单来说，射频电路（RFCircuit）就是指处理信号的电磁波长与电路（或元器件尺寸）处于同一数量级的电路。通常在3kHz至2.4GHz（3,000赫兹至24亿赫兹）频率范围内运行的模拟电路。一般情况下，常见的射频电路包括：

　　低噪声放大器(LNA)；用于放大远处的微弱信号，LNA决定无线电接收器的灵敏度。

　　功率放大器（PA）；将无线电信号放大到高功率进行传输，PA确定发射机的覆盖范围。

　　本地振荡器(LO)；主要是为射频发射器和接收器提供本地载波频率。

　　混频器；混合两个信号，在发射机中，混频器是一个“上变频器”，它将低频模拟信号与LO信号混合以产生射频信号，而在接收器中，混频器是一个“下变频器”，它将射频信号与LO信号混合以产生低频模拟信号。

　　滤波器；主要是将信号能量限制在特定频段，它起到防止不同无线电信号相互干扰的作用。

　　开关；控制信号流路径。

　　收发器；由发射器和接收器组成。

　　其实，射频电路本质原理上是“模拟的”，具有连续的时间激励和响应。虽然射频电路以前是用真空管和分立晶体管制成的，但这些材料已在很大程度上被集成电路(IC)取代，除少数高功率应用外。

　　所以，在不需要高功率的应用中，例如手机收发器、WiFi收发器、蓝牙收发器和卫星接收器，电路通常采用硅基IC的形式而成。

　　另外，还一种特殊类型的射频集成电路称为单片微波IC（MMIC；也称为微波单片IC）。这些电路通常在2至100GHz范围或微波频率下运行，用于雷达系统、卫星通信和蜂窝电话的功率放大器。

　　图：ATA-8000系列射频功率放大器

　　射频应用包括：

　　无线电广播；例如AM/FM收音机。

　　无线通信；例如5G、手机、WiFi、蓝牙。

　　射频遥控器；例如车库开门器、无人机。

　　遥感，例如天气或监视雷达。

　　卫星导航；如GPS、Galileo、Glonass、北斗卫星。

　　成像；例如用于机场安检的身体扫描仪

　　射频波可以有其它名称，例如微波（如“微波炉”）或毫米波。微波通常是指波长（λ）在1cm到10cm之间的无线电波，对应的频率（f）为30GHz到3GHz。毫米波通常是指波长（λ）在1mm到10mm之间的无线电波，对应的频率（f）为300GHz到30GHz。波长（λ）与频率（f）的关系表示为λ=c/f，其中λ以米为单位，c为光速（3×10^8m/s），f以Hz为单位，或1/秒）。

　　射频电路的设计步骤

　　射频电路设计通常涉及自上而下的设计和实施过程，然后是自下而上的验证过程。当然，这种整体方法有很多变化，不过主要的基本步骤如需：

　　为设计制定高级规范；包括它将执行哪些功能？关键规格是什么，例如LNA增益和噪声系数、PA输出功率、LO相位噪声和混频器转换增益。

　　使用晶体管、电感器和电容器等组件创建设备级电路描述；此步骤通常从代工厂PDK中的预定义设备库中提取。

　　使用电路仿真验证设计是否符合其所有规格；在此步骤中，将对制造过程和操作可变性进行建模，以确保设备设计在面对这些不确定性时保持稳健。

　　通过组装所有组件的预定义布局来实现设计的物理布局；需要注意的是，必须遵循放置规则以确保可制造性。

　　最后从布局中提取等效电路；寄生效应这时候应该出现在设计描述中，并且重新模拟设计以确保它在添加这些新效应后仍能按预期运行。

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