RF（射頻）PCB（印刷電路板）設計有很多不確定因素，因此被描述為“黑色藝術”。一般來說，當涉及頻率低于微波的電路（包括低頻和低頻數字電路）時，精心布局是電路設計首次成功的保證，掌握了所有設計原則。然而，當涉及到微波和高頻PC級數字電路的頻率時，兩到三個版本的PCB能夠確保電路質量。然而，就射頻電路的頻率高于微波而言，需要更多版本的PCB設計來不斷改進，因此，在RF電路設計期間肯定會遇到許多困難。

一、射頻電路設計中常見的問題
1、數字電路模塊和模擬電路模塊之間的干擾
      當模擬電路（RF電路）和數字電路獨立工作時，它們有可能完美地工作。但是，只要它們在同一電路板上混合在一起，并依賴相同的電源，整個系統可能會變得不穩定，因為數字信號經常在地電源和正電源之間擺動（> 3V），周期很短納秒級。由于幅度更大，切換時間更短，所有數字信號都將包含與開關頻率無關的高頻元件。

      在模擬部分，從無線電調諧環路到無線電設備接收器的電壓通常小于1μV，因此，無線電調諧環和RF信號之間的差異可以達到120dB。顯然，如果數字信號和射頻信號不能整齊地分開，弱RF信號可能會受到損壞。結果，無線電設備的可操作性將變差或甚至無法工作。

2、電源噪聲干擾
      射頻電路對噪聲非常敏感，對于毛刺電壓和其他高頻諧波尤其如此，微控制器將在每個內部時鐘周期內突然吸收大部分電流，這是因為所有現代微控制器都是采用CMOS技術制造的。因此，假設微控制器以1MHz的內部時鐘頻率運行，然后它將以這樣的頻率從電源提取電流，如果不采用合適的電源去耦，電源線上會產生電壓干擾。當電壓毛刺到達RF電路的電源引腳時，如果嚴重則可能導致故障。

3、不合理的GND
      如果為RF電路設置了不合理的GND，則可能會產生一些奇怪的結果，在數字電路設計方面，即使GND不可用，大多數數字電路功能都能很好地實現。然而，就RF而言，即使是短的地線也將起到與電感器相同的作用，眾所周知，1nH的電感與1mm的長度兼容，基于此可以粗略地判斷出長度為10mm的PCB的感抗應約為27Ω，如果不施加GND，大多數地線將會很長，以至于電路無法根據設計提供特性。

4、天線對其他模擬電路的輻射干擾
      在PCB布局設計中，板上還提供其他模擬電路。例如，許多電路包含模數轉換器（ADC）或數模轉換器（DAC）。由RF發送器發送的高頻信號可能到達ADC的模擬輸入端，因為任何電路線都會像天線一樣發送或接收RF信號。如果ADC的輸入端不適當處理，RF信號可能會在ADC輸入的ESD二極管內自激，從而引起ADC偏差。

二、射頻RF電路設計原理與方案
1、RF布局的定義
設計射頻布局時，應首先遵循以下一般原則：
①應盡可能分離高功率放大器（HPAs）和低噪聲放大器（LNA）。簡而言之，高頻RF傳輸電路遠離低頻RF接收電路。
②在PCB板上的高頻區域應至少有一個完整的接地，好不要在其上發生通孔。銅箔面積越大越好。
③電路和電源經過去耦同等重要。
④射頻輸出應遠離射頻輸入。
⑤敏感的模擬信號應盡可能遠離高速數字信號和射頻信號。

2、物理分區和電氣分區的設計原則
      分區可以分為物理分區和電分區，前者主要涉及元件布局，方向和屏蔽，而后者可進一步分為功率分布，RF布線，敏感電路，信號和地面分區。

a、物理分區原則
      元件布局在有助于良好執行的RF設計中起著至關重要的作用。有效的技術是首先修復沿RF路徑放置的組件并修改其方向，以便在遠離輸出的輸入和盡可能分離的高功率電路和低功率電路的情況下小化RF路徑。

b、PCB層壓設計原理
       有效的電路層壓方法是將主接地平面布置在平面下方的第二層處并且在平面處布置RF跡線。RF路徑上的通孔尺寸應減小到小，這可以減少路徑電感并減少主接地上的冷焊點數量。此外，較少的RF能量將泄漏到層壓內的其他區域。

c、射頻元件和射頻跟蹤原理。
      在物理空間內，諸如多級放大器的線性電路能夠分離所有RF區域，但是雙工器，混頻器和中頻放大器/混頻器經常導致多個RF / IF信號之間的相互干擾。因此，應該小心地減少這種影響。應穿過RF / IF走線，并在它們之間留下接地。正確的射頻路徑對于PCB性能非常重要，這就是為什么元件布局在手機PCB設計中占大部分時間的原因。

d、電氣分區原理
      大多數手機電路中的DC通常很低，因此不需要仔細考慮走線寬度。然而，必須為高功率放大器的電源獨立設計寬度盡可能寬的大電流跡線，以便將傳輸電壓降至小。為避免過多的電流損失，應使用多個通孔將電流從一個平面傳輸到另一個平面。

      大功率器件的功率去耦，如果在大功率放大器的電源引腳處無法實現完全耦合，則會產生很多問題，大功率噪聲將輻射到整個電路板。大功率放大器接地非常重要，設計時通常需要金屬屏蔽罩。

e、RF輸入/輸出隔離原理
      對于大多數情況，保證RF輸出遠離RF輸入同樣重要，RF輸入也適用于放大器，保險杠和濾波器。在更糟糕的情況下，如果放大器和緩沖器的輸入以可接受的相位和幅度返回到它們的輸入端子，則可能引起自激振動。在好的情況下，它們將能夠在任何溫度和電壓下穩定工作。事實上，它們可能變得不穩定并且向RF信號添加噪聲和互調信號。

      總而言之，RF電路由于其分布式參數電路而具有趨膚效應和耦合效應，這使其與低頻電路和DC不同，因此，在RF電路PCB設計期間應特別強調上述問題，以便電路設計可以有效和準確。

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