Wi-Fi 产品射频电路调试经验谈
1 前言
这份文档总结了我工作一年半以来的一些射频(Radio Frequency)调试(以
下称为 Debug)经验,记录的是我在实际项目开发中遇到并解决问题的过程。
现在我想利用这份文档与大家分享这些经验,如果这份文档能够对大家的工作
起到一定的帮助作用,那将是我最大的荣幸。
个人感觉,Debug 过程用的都是最简单的基础知识,如果能够对 RF 的基础知
识有极为深刻(注意,是极为深刻)的理解,我相信,所有的 Bug 解起来都会
易如反掌。同样,我的这篇文档也将会以最通俗易懂的语言,讲述最通俗易懂
的 Debug 技巧。
在本文中,我尽量避免写一些空洞的理论知识,但是第二章的内容除外。“微波
频率下的无源器件”这部分的内容截取自我尚未完成的“长篇大论”——Wi-Fi 产品
的一般射频电路设计(第二版)。
我相信这份文档有且不只有一处错误,如果能够被大家发现,希望能够提出,
这样我们就能够共同进步。
2 微波频率下的无源器件
在这一章中,主要讲解微波频率下的无源器件。一个简单的问题:一个 1K 的
电阻在直流情况下的阻值是 1K,在频率为 10MHz 的回路中可能还是 1K,但
是在 10GHz 的情况下呢?它的阻值还会是 1K 吗?答案是否定的。在微波频率
下,我们需要用另外一种眼光来看待无源器件。
2.1. 微波频率下的导线
微波频率下的导线可以有很多种存在方式,可以是微带线,可以是带状线,可
以是同轴电缆,可以是元件的引脚等等。
2.1.1. 趋肤效应
在低频情况下,导线内部的电流是均匀的,但是在微波频率下,导线内部会产
生很强的磁场,这种磁场迫使电子向导体的边缘聚集,从而使电流只在导线的
表面流动,这种现象就称为趋肤效应。趋肤效应导致导线的电阻增大,结果会
怎样?当信号沿导体传输时衰减会很严重。
在实际的高频场合,如收音机的感应线圈,为了减少趋肤效应造成的信号衰减,
通常会使用多股导线并排绕线,而不会使用单根的导线。
我们通常用趋肤深度来描述趋肤效应。趋肤深度是频率与导线本身共同的作用,
在这里我们不会作深入的讨论。
2.1.2. 直线电感
我们知道,在有电流流过的导线周围会产生磁场,如果导线中的电流是交变电
流,那么磁场强度也会随着电流的变化而变化,因此,在导线两端会产生一个
阻止电流变化的电压,这种现象称之为自感。也就是说,微波频率下的导线会
呈现出电感的特性,这种电感称为直线电感。也许你会直线电感很微小,可以
忽略,但是我们将会在后面的内容中看到,随着频率的增高,直线电感就越来
越重要。