射频工程师入门知识（射频工程师需要掌握的射频电路设计中的无源组件知识和独特挑战）
射频工程师入门知识（射频工程师需要掌握的射频电路设计中的无源组件知识和独特挑战）在处理高频信号时，最不理想的是电感。我们预计电容器的阻抗会随着频率的增加而不断降低，但是寄生电感的存在会导致阻抗在自谐振频率处下降，然后再开始增加，如下图所示：“ C”对应于理想的电容器，该电容器被埋在许多寄生元件中。我们在板极与焊盘之间具有有限的电阻（RD），串联电阻（RS），串联电感（LS）和并联电容（CP）（我们假设采用表面贴装组件；更多的信息稍后说明）。理想的电容器件将为1 Hz信号和1 GHz信号提供完全相同的功能。但是组件从来都不是理想的，并且电容器的非理想性在高频下可能非常重要。上图表示的是电容器实际电气行为的模型
电阻，电容器，温度补偿振荡器。 。 。 。本文帮助射频工程师了解并掌握RF（射频）系统中使用的无源组件的相关知识。
RF（射频）系统与其他类型的电路从根本上没有什么不同。应用相同的物理定律，因此，在数字电路和低频模拟电路中也可以找到RF（射频）设计中使用的基本组件。
但是，RF（射频）设计涉及一系列独特的挑战和目标，因此，当我们在RF（射频）环境中工作时，组件的特性和用途需要特别考虑。而且，某些集成电路执行的功能是RF（射频）系统所特有的-它们未在低频电路中使用，对RF（射频）设计技术缺乏经验的人可能不会很好地理解。
我们经常将组件分为主动（有源）组件或被动（无源）组件，这种方法在RF（射频）领域同样有效。本页讨论与射频电路相关的被动（无源）组件（后面的行文中统称为无源组件），后面我们也将会介绍有源组件。
电容理想的电容器件将为1 Hz信号和1 GHz信号提供完全相同的功能。但是组件从来都不是理想的，并且电容器的非理想性在高频下可能非常重要。
上图表示的是电容器实际电气行为的模型
“ C”对应于理想的电容器，该电容器被埋在许多寄生元件中。我们在板极与焊盘之间具有有限的电阻（RD），串联电阻（RS），串联电感（LS）和并联电容（CP）（我们假设采用表面贴装组件；更多的信息稍后说明）。
在处理高频信号时，最不理想的是电感。我们预计电容器的阻抗会随着频率的增加而不断降低，但是寄生电感的存在会导致阻抗在自谐振频率处下降，然后再开始增加，如下图所示：
图实际电容器的频响特性
电感以下是电感器的等效电路：
图、实际电感器的等效电路模型
上图代表了电感器实际的电气行为模型。理想的电感器会提供随频率增加而稳定增加的阻抗，但并联电容器最终会主导电感器的频率响应，结果是阻抗随频率增加而减少。因此，我们可以看到，将电容器和电感器用于RF电路时，尤其是在频率高于1 GHz的RF（射频）电路中应用时，必须谨慎选择。
即使电阻器在高频下也会带来麻烦，因为它们具有串联电感，并联电容以及与PCB焊盘相关的典型电容。
这带来了一个重要的观点：当您在高频应用中使用无源组件时，这些无源组件的寄生电路元件无处不在。无论电阻元件多么简单或理想，它都仍然需要封装并焊接到PCB上，结果是产生了众多的寄生效应。这同样适用于任何其它RF（射频）组件：如果将其封装并焊接到电路板上时，则会存在寄生元件，因此射频（RF）电路设计中必须要加以考虑。
RF（射频）的本质是处理高频信号，以便它们传达信息，但是在我们进行相关操作之前，我们需要先生成信号。与其他类型的电路一样，晶体振荡器（Crystals）是产生稳定频率参考的基本手段。
但是，在数字和混合信号设计中，通常情况下，基于晶体振荡器的电路实际上并不需要晶体可以提供的精度，因此，工程师在选择晶体振荡器时容易变得粗心。相反，RF（射频）电路可能具有严格的频率要求，这不仅需要初始高的频率精度，而且还要求高的频率稳定性。
普通晶体的振荡频率对温度变化敏感。由此产生的频率不稳定性会给RF（射频）系统带来问题，尤其是会暴露于环境温度变化较大的系统中，因此，RF（射频）系统可能倾向于需要TCXO，即温度补偿的晶体振荡器，这些器件中包含了可补偿晶体频率变化的电路：
补偿和没有补偿的晶振频率特性：图片摘自Crystek
巴伦（Baluns）在射频（RF）系统中很常见但在其他地方很少见的一种部件是巴伦（Baluns），其英文名称来自“平衡到不平衡（balanced to unbalanced）”转换，这句话可以帮助我们记住平衡-不平衡转换器用于将差分（即平衡）信号转换为单端（即不平衡）信号，或将单端信号转换为差分信号。
从电路符号可以看出，巴伦（Baluns）属于变压器中的一般类别：
巴伦（Baluns）属于变压器中的一种
如上图所示，在这种情况下，巴伦（Baluns）连接到左侧端子的信号是差分信号，连接到右侧端子的信号是单端信号。
在低频电路中，我们经常使用放大器在单端和差分之间转换，而在射频（RF）电路中巴伦（Baluns）则很常见。为什么会有所不同？嗯，您可以看到这里解释与影响许多RF设计决策的事实有关：在处理非常高的频率时，简单的无源元件通常比基于IC的等效元件更实用。
天线天线（Antennas）是一种无源组件，用于将RF（射频）电信号转换为电磁辐射（EMR），反之亦然。对于其他组件和导体，我们尝试使EMR的影响最小化，而对于天线（Antennas），我们则尝试根据应用需求优化EMR的生成或接收效果。
天线（Antennas）科学绝非易事。有各种因素会影响选择或设计针对特定应用中的最佳的天线的设计过程。
较高的频率伴随着各种设计挑战，尽管随着频率的增加，系统的天线（Antennas）部分实际上可能会变得不那么麻烦，因为较高的频率允许使用较短的天线。如今，通常使用“片状天线”（像典型的表面贴装元件一样焊接到PCB上），或者使用将特殊设计的走线并入PCB布局中而制成的PCB天线。
表面贴装与通孔前面我们提到了各种无源组件的等效电路中假设我们使用表面贴装元件。由于寄生参数的影响，通孔组件绝不适合射频（RF）应用，但重要的是要了解，当您处理高频信号时，表面贴装封装组件具有固有的优越性，原因如下：
表面贴装技术具有多种优势，但在射频应用这种情况下，我们专门讨论电感：我们希望最大程度地减少高频电路中的寄生电感。较长的导线具有更大的电感，因此，最好采用表面贴装技术来减小寄生电感。
总结1、某些无源组件仅在RF（射频）应用中是常见的，而其他组件则因其非理想的高频特性而必须谨慎选择和实施。
2、由于寄生电感和电容，无源元件表现出不理想的频率响应特性。
3、RF（射频）应用可能需要比数字电路中常用的晶振更精确和/或更稳定的振荡频率生成特性。
4、Baluns（巴伦）允许在单端和差分信号之间进行高频转换。
5、天线是至关重要的射频（RF）无源组件，必须根据RF（射频）系统的特性和要求进行选择。
