【導讀】微波射頻電路在實(shí)際運行過(guò)程中，受自身電路設計和外界電磁環(huán)境的影響，會(huì )產(chǎn)生相應的雜波干擾信號，影響整個(gè)射頻電路穩定、可靠運行。雜波干擾信號特點(diǎn)各有不同，影響也存在差異化，從而導致相關(guān)的抗干擾工作較為復雜。為了有效解決這一問(wèn)題，應加強微波射頻電路雜波干擾問(wèn)題技術(shù)分析，并針對性提出相應的改進(jìn)措施，提高微波射頻電路抗雜波干擾能力。
（射頻百花潭配圖）
本文在解決微波射頻電路抗干擾的技術(shù)問(wèn)題決時(shí)，注重提高電路自身抗外部干擾的能力，通過(guò)電路內部設計優(yōu)化，降低電路內部的干擾，從而實(shí)現微波射頻電路的高抗雜波干擾能力。
1 微波射頻電路雜波干擾技術(shù)問(wèn)題分析
（1）電磁環(huán)境復雜。在應用過(guò)程中，微波射頻電路所處的電磁環(huán)境較為復雜、空間干擾源較多，使得微波射頻電路容易受到空間雜波信號的干擾，從而影響整個(gè)電路的指標和正常運行。
（2）微波電路體積小導致電路復雜。隨著(zhù)相控陣技術(shù)、多通道射頻TR前端的發(fā)展，對微波射頻前端電路的體積要求越來(lái)越小，從而導致微波內部電路的復雜度提高，具體表現為設備、線(xiàn)路以及元器件之間的距離較近，存在交叉布置的問(wèn)題，容易產(chǎn)生干擾。
（3）數?；旌喜及鍘?lái)干擾。隨著(zhù)微波射頻電路集成度的提高，數?；旌喜及逶絹?lái)越常見(jiàn)，數字地和模擬地的分割、數字信號和模擬信號的交叉、數字電源和模擬電源的干擾等，會(huì )給模擬電路帶來(lái)干擾，影響電路質(zhì)量和指標。
2 微波射頻電路雜波干擾技術(shù)改進(jìn)
2.1 針對空間電磁環(huán)境復雜的改進(jìn)技術(shù)
為了有效解決微波射頻電路電磁環(huán)境復雜的問(wèn)題，可以從RF布局實(shí)施改進(jìn)，具體包括物理分區和電氣分區設計。
（1）物理分區設計。在實(shí)施物理分區方面：主要包括元器件布局、元器件朝向設置、金屬屏蔽功能設置等內容。主要設計思想：相同功能電路布局到一塊，與其它功能電路進(jìn)行分區和空間隔離，干擾源獨立布置且獨立分腔設計或加屏蔽罩，實(shí)現電路與干擾源的隔離，避免產(chǎn)生干擾。
（2）電氣分區設計。電氣分區設計方面：具體包括電源分配、RF走線(xiàn)、敏感電路和信號以及接地分區。其中，與印地板具有連接關(guān)系的電源，必須進(jìn)行去耦處理，然后通過(guò)開(kāi)關(guān)和穩壓器實(shí)施分配。在PCB布線(xiàn)線(xiàn)寬選擇時(shí)，電源線(xiàn)直徑應盡量較粗。高頻率放大器電源可以單獨設置電流線(xiàn)，盡量增加寬度，避免發(fā)生傳輸降壓?jiǎn)?wèn)題。放大器、緩沖器、濾波器等設置時(shí)，RF輸出端應與RF輸入端保持較大距離，避免其發(fā)生自激振蕩，從而造成強烈干擾。
2.2 針對電路體積小和復雜性高的電路改進(jìn)設計
在實(shí)踐中，針對微波射頻電路體積較小，復雜性較高，從而導致電磁干擾的問(wèn)題，技術(shù)改進(jìn)的關(guān)鍵在于接收電路部分的優(yōu)化設計，從而提升電路的接收性能和電磁兼容性、減少整個(gè)電路板的成本和尺寸，節約空間。除此以外，還要進(jìn)行接地設計，消除敏感信號的強烈干擾。詳細設計如下。
（1）通過(guò)分塊處理優(yōu)化電路結構。針對微波射頻電路體積較小、復雜性較高的問(wèn)題，應進(jìn)行電路結構優(yōu)化設計，做到布局合理，距離適宜。采取電路分塊處理時(shí)，主要包括加高頻放大電路、混頻電路以及調節電路等內容。最大限度的將強電信號和弱電信號分開(kāi)設置，將數字信號電路和模擬信號電路分開(kāi)設計。對于能夠完成同一功能的電路，應盡量設置在一定范圍之內，縮小信號環(huán)路面積，節約電路空間。對于各部分電路的濾波網(wǎng)絡(luò )，采取就近連接的模式，減少輻射，降低被干擾的幾率，提高電路抗干擾能力。
（2）合理進(jìn)行構件距離設置。微波射頻電路內部的元器件、線(xiàn)路、設備等之間的距離是否合理，將會(huì )直接影響電路的抗干擾能力。通常情況下，距離越大，干擾信號越弱，距離越小，干擾信號越強。但由于電路體積有限，距離不適宜過(guò)大。下面以混頻管之間的距離設計為例，詳細說(shuō)明。
在微波射頻電路的接收電路設計中，每一組電路中的兩個(gè)混頻二極管之間距離是否科學(xué)合理，皆會(huì )影響實(shí)際的信號接收效果。為了解決這一問(wèn)題，可以?xún)?yōu)化設計回波信號和本振信號產(chǎn)生的等值相移的距離。根據實(shí)踐研究，相移距離可以對混頻發(fā)生之后兩個(gè)調制信號共模和差模成分產(chǎn)生影響，從而影響差分放大器效率，影響整個(gè)電路。為了使濾波器輸出調制信號的效率最大化，必須增加差模信號幅度，即
最大化，具體可以轉化為求解下述公式最大值。
在一個(gè)確定的電路之中，x和y則屬于正負號相同的常數，函數主要受到相移距離φ影響，圖片能夠取值最大化的條件如下：
所以，φ的最優(yōu)解為π/2，AB兩點(diǎn)對應的相移距離的最優(yōu)數值為λg/4。
（3）接地設計。通過(guò)電路接地設計，能夠抑制電磁噪聲、控制電磁干擾，盡量降低接地電阻阻抗，保證阻抗信號回流路徑最小。對于RF電路板，適宜采用多點(diǎn)串聯(lián)接地的模式，并對每個(gè)地線(xiàn)系統分開(kāi)鋪設，使其與高頻系統之間保持一定距離。地線(xiàn)選擇的原則為短、直、粗。例如，某電路為雙面板且無(wú)地線(xiàn)層，在進(jìn)行接地線(xiàn)寬度設置時(shí)，應不低于1.5mm。地線(xiàn)布置如圖1所示。
圖1 地線(xiàn)的直尺結構與非直尺結構
2.3 數?；旌喜及逑碌牡胤指詈蜑V波處理改進(jìn)設計
（1）RF布線(xiàn)設計。布線(xiàn)設計工作開(kāi)展，主要考慮走線(xiàn)寬度、線(xiàn)間距和走線(xiàn)阻抗的問(wèn)題，通過(guò)布線(xiàn)設計解決地分割問(wèn)題。RF走線(xiàn)具有短、直、粗的特點(diǎn)，應根據需要設置線(xiàn)寬度，且寬度應體現一致性，初始阻抗合理分配。RF走線(xiàn)應盡量位于表層，拐角位置角度以45度為宜。
（2）并行濾波器法。這一方法在實(shí)際應用過(guò)程中，主要是在雜波出現概率較大的頻段之內，設置一組凹口位置具有差異性的雜波抑制濾波器，每個(gè)濾波器均可以對輸入信號實(shí)施濾波處理，并對輸出端每個(gè)濾波器輸出的雜波剩余情況進(jìn)行判定，選取剩余雜波最小的作為雜波抑制之后的輸出。
在設計時(shí)，信號抗干擾濾波器應滿(mǎn)足以下要求：其一，截止頻率范圍較寬，在幾百KHz到幾百MHz之間。其二，濾波器的源阻抗與負載阻抗能夠與連接電路的阻抗相協(xié)調。其三，應盡量保證濾波器的Q值較小?；谏鲜鲈瓌t，設置抗干擾濾波器電路如下所示：
圖2 抗干擾濾波器電路
（3）屏蔽設計。當前使用的屏蔽結構主要分為屏蔽格、屏蔽盒、雙層屏蔽、敷銅箔絕緣板屏蔽結構四種類(lèi)型。屏蔽電路布線(xiàn)應遵循以下原則：其一，對于進(jìn)入金屬屏蔽罩的數字信號線(xiàn)，應位于內層，信號層位于接地層之上，中間沒(méi)有其他層結構；其二，RF信號線(xiàn)通過(guò)屏蔽罩缺口時(shí)，應在缺口周?chē)罅坎嫉?，通過(guò)打過(guò)孔將不同層上的地連接在一起。
金屬屏蔽罩接地設計如果未滿(mǎn)足相關(guān)要求，將會(huì )影響屏蔽功能發(fā)揮。對于雙層屏蔽罩接地位置設置，應考慮其對電流的影響情況，將信號電路輸出端與內屏蔽罩連接在一起。梁屏蔽罩間連接、外屏蔽罩接地位置選在為信號電路輸出端。
3 結論
綜上說(shuō)述，微波射頻電路雜波干擾技術(shù)，存在電磁環(huán)境復雜、體積小、構成復雜、數模板混合等問(wèn)題，從而產(chǎn)生較大的干擾，不利于電路系統運行?？梢院侠磉M(jìn)行物理分區和電氣分區設計，改善其電磁環(huán)境，合理設置電路結構，改進(jìn)混頻管距離，節約空間，并設置接地，降低干擾。除此以外，還可以通過(guò)合理布線(xiàn)，優(yōu)化濾波器設計等進(jìn)行雜波處理，設置金屬屏蔽裝置，解決線(xiàn)模板混合設置的干擾問(wèn)題。保證電路優(yōu)質(zhì)高效運行。
作者：孫建華，滕新友，牟光紅，李亮
來(lái)源：電子元器件與信息技術(shù)
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