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RF信号のレイアウトとルーティング完全ガイド:設計を最初から正しく!

RF信号のレイアウトとルーティング完全ガイド:設計を最初から正しく!

2025-10-24

RF回路設計において、レイアウトとルーティングは製品の性能を直接決定します。優れた設計は、干渉を減らすだけでなく、安定性も向上させます。今日は、RF PCB設計の核心的な要点について説明し、製品が最初から成功するようにします!

 


I. RF製品レイアウト技術

1️⃣ 線形レイアウト原則:同じシールドキャビティ内では、主要なRF信号は信号の流れの方向に沿って直線状に配置する必要があります。スペースが限られている場合はL字型を使用できますが、信号の自己干渉を防ぐためにU字型は避けるべきです。
2️⃣ 複数のチャネルが完全に対称で、複数の受信または送信チャネルがある場合、各チャネルのレイアウトとルーティングは、位相の一貫性とバランスの取れた性能を確保するために同一でなければなりません。
3️⃣ 事前に信号ルーティングを計画します。レイアウト段階で、主要な信号パスとコンポーネント間の結合関係を考慮し、後で不合理なルーティングを余儀なくされることを避けます。
4️⃣ インダクタ配置のヒント:インダクタは、相互インダクタンス干渉を減らすために、隣接するインダクタに対して垂直に配置する必要があります。
5️⃣ 高出力と低出力の分離:高出力アンプ(HPA)と低ノイズアンプ(LNA)は、できるだけ離して配置する必要があります。スペースが限られている場合は、PCBの反対側に配置するか、交互に動作するように設計できます。
6️⃣ キャビティ分離:異なるモジュール内の無線周波数ユニットは、キャビティを使用して分離する必要があります。特に、感度の高い回路と強力な放射源の間では重要です。高出力多段アンプも、各段を分離する必要があります。
7️⃣ シールドキャビティ設計:シールドシェルの確実な取り付けを確保するために、キャビティの角に3mmの金属化固定穴を設計します。
8️⃣ キャビティ形状の最適化:シールドキャビティは、共振効果を減らすために、大きなアスペクト比を持ち、正方形の設計を避ける必要があります。

 

 

II. RF信号ルーティングの要点
1️⃣ 50Ωインピーダンス制御:特性インピーダンスは通常50Ωに設計されます。幅は一般的に15mil以上です。インピーダンスの安定性を確保するために、層間参照を使用します。可能な限り、直角ではなく丸みを帯びたコーナーを使用します。
2️⃣ 適切な間隔とビア:RFリンクとグランド銅箔の間隔を2Ω(少なくとも1Ω)に保ちます。シールドビアの間隔は、信号波長の1/20未満にする必要があります。コンポーネントパッドは、完全な接続のために設計する必要があります。
3️⃣パーティション設計:相互干渉を避けるために、デジタル回路とアナログ回路を分離します。電源ルーティングもパーティション化する必要があります。単一のプレーンを単純に使用しないでください。
4️⃣高出力領域での接地:高出力領域では、熱放散とシールドを確保するために、ビアを使用しない完全なグランドプレーンを維持する必要があります。
5️⃣ 入力と出力の分離:RF出力はRF入力から離して配置する必要があります。信号クロストークを防ぐために、必要に応じてシールドを追加する必要があります。
6️⃣感度の高い信号の保護:干渉を最小限に抑えるために、アナログ信号は高速デジタル信号およびRF信号から離して配置する必要があります。

7️⃣ 銅箔処理のヒント:銅箔は滑らかで平坦である必要があり、鋭い角や細いストリップを避けてください。必要に応じて、銅箔の端に沿ってビアを追加します。
8️⃣ アンテナエリアの保護:アンテナをすべての層のクリアなエリアに配置し、他の回路から少なくとも5mm離します。

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I. RF製品レイアウト技術

1️⃣ 線形レイアウト原則:同じシールドキャビティ内では、主要なRF信号は信号の流れの方向に沿って直線状に配置する必要があります。スペースが限られている場合はL字型を使用できますが、信号の自己干渉を防ぐためにU字型は避けるべきです。
2️⃣ 複数のチャネルが完全に対称で、複数の受信または送信チャネルがある場合、各チャネルのレイアウトとルーティングは、位相の一貫性とバランスの取れた性能を確保するために同一でなければなりません。
3️⃣ 事前に信号ルーティングを計画します。レイアウト段階で、主要な信号パスとコンポーネント間の結合関係を考慮し、後で不合理なルーティングを余儀なくされることを避けます。
4️⃣ インダクタ配置のヒント:インダクタは、相互インダクタンス干渉を減らすために、隣接するインダクタに対して垂直に配置する必要があります。
5️⃣ 高出力と低出力の分離:高出力アンプ(HPA)と低ノイズアンプ(LNA)は、できるだけ離して配置する必要があります。スペースが限られている場合は、PCBの反対側に配置するか、交互に動作するように設計できます。
6️⃣ キャビティ分離:異なるモジュール内の無線周波数ユニットは、キャビティを使用して分離する必要があります。特に、感度の高い回路と強力な放射源の間では重要です。高出力多段アンプも、各段を分離する必要があります。
7️⃣ シールドキャビティ設計:シールドシェルの確実な取り付けを確保するために、キャビティの角に3mmの金属化固定穴を設計します。
8️⃣ キャビティ形状の最適化:シールドキャビティは、共振効果を減らすために、大きなアスペクト比を持ち、正方形の設計を避ける必要があります。

 

 

II. RF信号ルーティングの要点
1️⃣ 50Ωインピーダンス制御:特性インピーダンスは通常50Ωに設計されます。幅は一般的に15mil以上です。インピーダンスの安定性を確保するために、層間参照を使用します。可能な限り、直角ではなく丸みを帯びたコーナーを使用します。
2️⃣ 適切な間隔とビア:RFリンクとグランド銅箔の間隔を2Ω(少なくとも1Ω)に保ちます。シールドビアの間隔は、信号波長の1/20未満にする必要があります。コンポーネントパッドは、完全な接続のために設計する必要があります。
3️⃣パーティション設計:相互干渉を避けるために、デジタル回路とアナログ回路を分離します。電源ルーティングもパーティション化する必要があります。単一のプレーンを単純に使用しないでください。
4️⃣高出力領域での接地:高出力領域では、熱放散とシールドを確保するために、ビアを使用しない完全なグランドプレーンを維持する必要があります。
5️⃣ 入力と出力の分離:RF出力はRF入力から離して配置する必要があります。信号クロストークを防ぐために、必要に応じてシールドを追加する必要があります。
6️⃣感度の高い信号の保護:干渉を最小限に抑えるために、アナログ信号は高速デジタル信号およびRF信号から離して配置する必要があります。

7️⃣ 銅箔処理のヒント:銅箔は滑らかで平坦である必要があり、鋭い角や細いストリップを避けてください。必要に応じて、銅箔の端に沿ってビアを追加します。
8️⃣ アンテナエリアの保護:アンテナをすべての層のクリアなエリアに配置し、他の回路から少なくとも5mm離します。