2009年4月10日在我所光电大楼沙龙中心举办了第103期沙龙活动。张雷主持了本期沙龙,科技委主任匡定波院士特邀参加并在活动中对某些学术问题进行了评论。以下为无线电/射频技术的相关讨论内容:
如今的每时每刻,丰富的空中资源为移动通信设备传递着各种各样的信息,近至身边,远至太空,似乎无处不见无线通信的影子!人们无时无刻不生活在各种频率、各种制式电波所构成的“天网”之中,同时也在随时随地享受着便捷通信服务。十九世纪之初无线电波的发明,都是人类最大进步之一。自此,世界开始变得越来越“小”,人们的“距离”也变得越来越近!支撑这些丰富业务的背后,首当其冲的就是精益求精的射频技术!所谓射频(RF),即Radio Frequency的缩写,表示可以辐射到空间的电磁频率,频率范围从300KHz~30GHz之间(也有定义为75KHz~3000GHz)。
进入21世纪以来,我国信息产业在生产和科研方面都加快了发展速度,并成为国民经济发展的支柱产业之一。但与国际上其他信息产业发达的国家相比,我国的信息技术尤其是射频技术方面还存在着较大的差距。新型半导体器件的高速数字系统和高频模拟系统不断扩展,这是在无线通信、全球定位系统、雷达及有关电子和计算机工程学科领域中有目共睹的事实。因此,射频技术正受到越来越多的重视。科技的进度极大地推动了射频技术工作频率的提高。高性能计算机、工作站、个人计算机所用电路的时钟频率不断增加。用于无线通信的模拟电路工作在GHz频段。全球定位系统载波频率在1227.60MHz到1575.42MHz范围。个人通信系统中用的低噪声放大器工作在1.9GHz。在C波段的卫星广播包括4GHz上行和6GHz下行系统,因为众多领域的应用,射频技术工程师必须研究在宽频率范围工作的电路。
射频电路板设计由于在理论上还有很多不确定性,因此常被形容为一种“黑色艺术(black art)”。但这只是一种以偏盖全的观点,RF电路板设计还是有许多可以遵循的法则。不过,在实际设计时,真正实用的技巧是当这些法则因各种限制而无法实施时,如何对它们进行折衷处理。成功的射频设计必须仔细注意整个设计过程中每个步骤及每个细节,这意味着必须在设计开始阶段就要进行彻底的、仔细的规划,并对每个设计步骤的进展进行全面持续的评估。重要的射频设计课题包括:阻抗和阻抗匹配、绝缘层材料和层叠板、波长和谐波、去耦和非线性、电磁兼容与屏蔽等等。因此,一个优秀的射频电路设计工程师需要掌握大量的专业知识、长期丰富的经验、专用的EDA工具以及昂贵的测试仪器等。 |