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　　什么是射頻電路？

　　簡單來說，射頻電路（RFCircuit）就是指處理信號的電磁波長與電路（或元器件尺寸）處于同一數量級的電路。通常在3kHz至2.4GHz（3,000赫茲至24億赫茲）頻率范圍內運行的模擬電路。一般情況下，常見的射頻電路包括：

　　低噪聲放大器(LNA)；用于放大遠處的微弱信號，LNA決定無線電接收器的靈敏度。

　　功率放大器（PA）；將無線電信號放大到高功率進行傳輸，PA確定發射機的覆蓋范圍。

　　本地振蕩器(LO)；主要是為射頻發射器和接收器提供本地載波頻率。

　　混頻器；混合兩個信號，在發射機中，混頻器是一個“上變頻器”，它將低頻模擬信號與LO信號混合以產生射頻信號，而在接收器中，混頻器是一個“下變頻器”，它將射頻信號與LO信號混合以產生低頻模擬信號。

　　濾波器；主要是將信號能量限制在特定頻段，它起到防止不同無線電信號相互干擾的作用。

　　開關；控制信號流路徑。

　　收發器；由發射器和接收器組成。

　　其實，射頻電路本質原理上是“模擬的”，具有連續的時間激勵和響應。雖然射頻電路以前是用真空管和分立晶體管制成的，但這些材料已在很大程度上被集成電路(IC)取代，除少數高功率應用外。

　　所以，在不需要高功率的應用中，例如手機收發器、WiFi收發器、藍牙收發器和衛星接收器，電路通常采用硅基IC的形式而成。

　　另外，還一種特殊類型的射頻集成電路稱為單片微波IC（MMIC；也稱為微波單片IC）。這些電路通常在2至100GHz范圍或微波頻率下運行，用于雷達系統、衛星通信和蜂窩電話的功率放大器。

　　圖：ATA-8000系列射頻功率放大器

　　射頻應用包括：

　　無線電廣播；例如AM/FM收音機。

　　無線通信；例如5G、手機、WiFi、藍牙。

　　射頻遙控器；例如車庫開門器、無人機。

　　遙感，例如天氣或監視雷達。

　　衛星導航；如GPS、Galileo、Glonass、北斗衛星。

　　成像；例如用于機場安檢的身體掃描儀

　　射頻波可以有其它名稱，例如微波（如“微波爐”）或毫米波。微波通常是指波長（λ）在1cm到10cm之間的無線電波，對應的頻率（f）為30GHz到3GHz。毫米波通常是指波長（λ）在1mm到10mm之間的無線電波，對應的頻率（f）為300GHz到30GHz。波長（λ）與頻率（f）的關系表示為λ=c/f，其中λ以米為單位，c為光速（3×10^8m/s），f以Hz為單位，或1/秒）。

　　射頻電路的設計步驟

　　射頻電路設計通常涉及自上而下的設計和實施過程，然后是自下而上的驗證過程。當然，這種整體方法有很多變化，不過主要的基本步驟如需：

　　為設計制定高級規范；包括它將執行哪些功能？關鍵規格是什么，例如LNA增益和噪聲系數、PA輸出功率、LO相位噪聲和混頻器轉換增益。

　　使用晶體管、電感器和電容器等組件創建設備級電路描述；此步驟通常從代工廠PDK中的預定義設備庫中提取。

　　使用電路仿真驗證設計是否符合其所有規格；在此步驟中，將對制造過程和操作可變性進行建模，以確保設備設計在面對這些不確定性時保持穩健。

　　通過組裝所有組件的預定義布局來實現設計的物理布局；需要注意的是，必須遵循放置規則以確保可制造性。

　　最后從布局中提取等效電路；寄生效應這時候應該出現在設計描述中，并且重新模擬設計以確保它在添加這些新效應后仍能按預期運行。

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