射频器件
射频电路工作频率高，需要专用器件来保证性能。
1. 巴伦 (Balun)
作用
Balun = Balanced + Unbalanced，实现平衡-不平衡转换：
平衡端 (对称) 不平衡端 (同轴)
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└───┘ └───┘常见类型
| 类型 | 原理 | 特点 | 应用 |
|---|---|---|---|
| 变压器巴伦 | 变压器耦合 | 宽带，损耗小 | 多频段天线 |
| 扼流圈巴伦 | 共模扼流 | 简单，成本低 | 防止馈线辐射 |
| 1:4巴伦 | 阻抗变换 | 50Ω→200Ω | 长线天线 |
| 1:1巴伦 | 仅隔离 | 保持阻抗 | 偶极天线 |
自制磁环巴伦
材料: FT140-43 铁氧体磁环 (适合HF)
绕法: 双绞线绕 10-12 匝
阻抗: 约 1kΩ @ 10MHz2. 滤波器 (Filter)
基本类型
| 类型 | 特性 | 应用 |
|---|---|---|
| 低通 (LPF) | 通过低频，衰减高频 | 发射机输出，抑制谐波 |
| 高通 (HPF) | 通过高频，衰减低频 | 接收机前端 |
| 带通 (BPF) | 通过特定频段 | 选频、抗干扰 |
| 带阻 (BRF) | 衰减特定频段 | 陷波器 |
LC滤波器设计
7阶低通滤波器（截止频率 30MHz）：
输入 ─┬─ L1 ─┬─ L2 ─┬─ L3 ─┬─ 输出
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C1 C2 C3 C4
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GND GND GND GND
L1=L3=0.47μH, L2=0.68μH
C1=C4=100pF, C2=C3=220pF陶瓷滤波器
- 455kHz：AM中频滤波，用于超外差接收机
- 10.7MHz：FM中频滤波
- 特点：无需调整，体积小，一致性好
晶体滤波器
- 特点：Q值极高（$10^4$-$10^6$），选择性极好
- 应用：CW/SSB接收机窄带滤波
- 注意：需精确匹配阻抗
3. 低噪声放大器 (LNA)
关键参数
| 参数 | 含义 | 优秀值 |
|---|---|---|
| 噪声系数 (NF) | 放大器引入的噪声 | <1dB |
| 增益 (Gain) | 放大倍数 | 10-30dB |
| 1dB压缩点 | 线性增益下降1dB的输入功率 | 越高越好 |
| IP3 | 三阶交调截点 | 越高线性度越好 |
常用LNA器件
| 型号 | 频段 | NF | 增益 | 供电 |
|---|---|---|---|---|
| SPF5189Z | 0.05-4GHz | 0.6dB | 18dB | 5V |
| LNA4ALL | 0.01-4GHz | 0.8dB | 20dB | 5V |
| PGA-103+ | DC-3GHz | 0.5dB | 20dB | 5V |
| AD8302 | DC-2.7GHz | - | - | 5V |
设计要点
- 阻抗匹配：输入/输出必须50Ω匹配
- 稳定性：避免自激，$K > 1$
- 偏置：正确设置工作点
- 屏蔽：防止反馈和干扰
4. 混频器 (Mixer)
原理
将两个频率混合，产生和频与差频：
$$f_{IF} = |f_{RF} - f_{LO}|$$
RF输入 ──┐
├──┤ 混频器 ├── IF输出
LO输入 ──┘常用混频器
| 类型 | 特点 | 应用 |
|---|---|---|
| 二极管环形 | 无源，高IP3 | 高性能接收机 |
| 吉尔伯特单元 | 有源，集成度高 | IC内部 |
| NE602/SA612 | 集成振荡器 | 简易超外差 |
5. 射频开关与衰减器
PIN二极管开关
控制 ──┬──|>|──┬── RF通路
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GND GND
正偏: 导通，RF通过
零偏/反偏: 截止，RF隔离步进衰减器
| 衰减量 | 电阻值 (T型, 50Ω) |
|---|---|
| 3dB | R1=8.5Ω, R2=141.9Ω |
| 6dB | R1=16.6Ω, R2=66.9Ω |
| 10dB | R1=25.9Ω, R2=35.1Ω |
| 20dB | R1=40.9Ω, R2=10.1Ω |
6. 射频连接器
| 类型 | 频率 | 特点 | 应用 |
|---|---|---|---|
| SMA | DC-18GHz | 小型，螺纹 | 常用 |
| BNC | DC-4GHz | 卡口，易插拔 | 测试设备 |
| N型 | DC-11GHz | 大功率，耐用 | 基站、天线 |
| UHF (PL259) | DC-300MHz | 大，易焊接 | HF电台 |
| F型 | DC-1GHz | 螺纹，便宜 | 有线电视 |
⚠️ 连接技巧：
- 使用力矩扳手，SMA约0.9N·m
- 保持连接器清洁
- 避免弯折同轴电缆
7. 同轴电缆
| 型号 | 阻抗 | 损耗 @ 100MHz | 特点 |
|---|---|---|---|
| RG-58 | 50Ω | 14dB/100m | 细，易弯曲 |
| RG-8/RG-213 | 50Ω | 7dB/100m | 粗，低损耗 |
| LMR-400 | 50Ω | 4.5dB/100m | 低损耗，现代 |
| RG-174 | 50Ω | 23dB/100m | 超细，便携 |
| RG-316 | 50Ω | 20dB/100m | 特氟龙，耐高温 |
🔗 下一节：检测与使用