化解射频和微波设计挑战的六个技巧

Ferrya · 发表于 2019-2-16 08:00

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化解射频和微波设计挑战的六个技巧

即使是最自信的设计人员，对于射频电路也往往望而却步，因为它会带来巨大的设计挑战，并且需要专业的设计和分析工具。这里将为您介绍六条技巧，来帮助您简化任何射频PCB 设计任务和减轻工作压力！

1、保持完好、精确的射频形状

类似前面描述的一些严重错误可能导致电路性能低下，甚至无法工作。为了尽量减少错误、简化射频设计任务以及提高生产率，PCB 设计工具可以针对复杂的铜皮形状提供导入控制。例如，您可以通过控制DXF 文件中的层，并将其重新映射至CAD 电气系统层，来创建可用的铜皮形状（图1）。

图1：设计工具如果允许用户控制DXF 导入过程，将有助于减少人为错误和误差，例如在由于复杂性过高而导致导入的文件无法转换为铜皮形状时

2、保留尖拐角

设计用于射频和微波的铜皮形状时，一个很重要的方面是能够创建带尖拐角的Gerber 文件。优秀的PCB设计工具可以简化这一过程。例如，使用50 毫米线条绘制形状与使用50 毫米圆形光圈绘图相比，往往令设计具有较小的半径。设计工具在创建Gerber 文件时，可通过正确地自动转换线条宽度来获得尖拐角（图2）。

图2：有效的PCB 设计工具会自动考虑用于绘制形状的线型，以计算准确的线条宽度，帮助您轻松创建尖拐角。

3、自动生成倒角

射频和微波电路中经常用到倒角，以减小馈线与电容器之间的分段不连续性电抗，从而改善MMIC 的频率性能。90o 拐角与倒角之间的距离至关重要。因此，设计人员需要采用自动方法来基于设计指定需要生成的倒角比率。PCB 设计工具如果能够基于设计规则自动强制实施需要生成的倒角比率，设计人员和工程师将会从中受益，在节省时间的同时提高设计质量（图3）。

图3：设置倒角规则的功能可以简化设计过程和节省时间。

4、使用自动化方法有助于布置共面波导和通道波导

共面波导和通道波导在射频和微波设计中也很常见。采取手动方式创建时，此项任务可能非常耗时，而且容易出错。设计人员需要控制走线与过孔之间的特定距离，以及一个过孔与另一个过孔之间的距离，从而确保电路具有符合设计要求的性能。设计工具在这方面也能提供帮助，即通过提供过孔使用控制和自动使用过孔来降低复杂性和提高质量（图4）。

图4：PCB 设计工具如果能够控制共面波导和波导过孔的创建，将有助于显著减少设计错误和缩短设计时间。

5、使用自动缝合孔

射频设计的另一个重要方面是确保正确地屏蔽带过孔的区域。尽管此任务可由设计人员手动进行，但这个过程极其耗时。如果PCB 设计工具能够自动完成此过程，将可以缩短设计周期时间并确保符合您的所有设计规则。利用此类工具，设计人员可以指定过孔模式生成规则，而将剩余的工作全部交由PCB 设计工具完成。

6、使用设计规则确保“设计即正确”

支持射频设计的PCB 设计工具通常允许设置多项设计规则：用于不同铜皮区域的过孔类型；过孔自身需要连接到的网络类型；从铜皮区域边缘到过孔需要保持的距离；一个过孔到下一个过孔的距离；过孔模式类型；以及能否仅仅通过向铜皮区域的外缘添加过孔来生成法拉第笼（图5）。

图5：利用支持射频设计的PCB 设计工具，您可以设置用于生成过孔模式的设计规则，并自动在您的设计中强制实施这些规则，从而节省您的时间和确保符合您的所有设计规则。