高周波PCB技術 - RFPCBの設計基準

1.簡単な紹介RF PCB設計

無線通信システムでは、フロントエンド回路のごく一部のみがRFステージで機能します。これは、一般にRFフロントエンド回路として知られています。回路の残りの部分は、低周波ベースバンドのアナログおよびデジタル信号処理用です。一般的に、RFフロントエンド回路には、低ノイズアンプ、ミキサー、パワーアンプが含まれます。回路のこの部分のデバイスの数はベースバンド回路の数よりはるかに少ないですが、それでもシステム全体の成功または失敗の鍵となります。

アナログIC設計の八角形の法則と同様に、RF PCB設計には、広いダイナミックレンジと高周波でのアナログ信号処理が必要です。したがって、RFPCB設計にも独自の六角形のルールがあります。ノイズ、直線性、電源電圧、ゲイン、動作周波数、および電力は、RFPCBの最も重要な指標です。実際の設計では、これらのパラメータの2つ以上が互いに抑制し合うため、多次元の最適化問題が発生します。この種の妥協点の選択と相互制限は、RFPCBの設計に多くの問題を引き起こします。通常、より良い妥協案を得るには、RF設計者の直感と経験が必要です。

RFPCB設計

2.応用分野RF PCB

（1）基地局RF PCB

（2）携帯電話RF PCB

（3）ワイヤレスローカルエリアネットワーク（WLAN）RF PCB

（4）全地球測位システム（GPS）RF PCB

（5）無線周波数タグ（RFID）RF PCB

（6）モノのインターネット（IOT）RF PCB

3.スミスチャート

概要：スミスチャートは、特性パラメーターと作業パラメーターを全体に組み合わせた特殊な円形チャートであり、インピーダンス円図とも呼ばれるグラフィック手法によって解決されます。

スミスチャートは、RFマイクロ波増幅器、発振器、インピーダンス整合、およびその他のRF回路で広く使用されています。インピーダンス、アドミタンス、放射係数、定在波比などのパラメータを読み取るために使用できます。また、LCおよび伝送線路整合回路を設計し、回路の雑音指数、回路ゲイン、および安定係数を分析するためにも使用できます。

典型的なスミスチャートを上の図1.7に示します。スミスチャートは、抵抗円とリアクタンス円を組み合わせたものです。インピーダンス円の上部は正であり、インピーダンスが誘導性であることを示しています。インピーダンス円の下部Xは負であり、インピーダンスが容量性であることを示しています。円グラフ上の任意の点は、反射係数と正規化されたインピーダンスZに対応します。インピーダンス円グラフでは、座標（-1,0）は短絡点を示し、（1,0）は開回路点を示し、（ 0,0）はマッチングポイントを示します。

スミスチャート