李丹丹
英飛凌電源與傳感系統事業部
英飛凌分立放大管通常作為接收低噪放大器使用，可以覆蓋12GHz以內的頻率。英飛凌提供一系列不同類型的放大管，具備低噪聲、高增益、高線性度以及低功耗的特性，廣泛應用在不同類型的應用中，比如汽車有源天線、對講機、LIDAR、UWB、5.8GHz雷達、機頂盒等。
針對不同應用，英飛凌提供相應的應用筆記供客戶參考，應用筆記介紹了放大管電路原理圖設計、layout設計、測試結果以及詳細測試數據等。客戶根據應用筆記的信息，可以非常方便地實現原理圖及layout設計，達到所需的功能及性能要求。
官網應用筆記鏈接請參考此處，常用的應用比如GNSS、FM、UWB、SDARS、WLAN、LIDAR等都包含在內。
雖然應用筆記提供了詳細的layout信息，但是由於客戶主板與英飛凌主板不同，所以在射極微帶線的設計上需要根據實際使用的主板進行調整，本文將詳細介紹射極微帶線的作用及調整方法，以GNSS SOT343器件封裝設計舉例。
英飛凌GNSS應用筆記官網鏈接請參考此處
1.1 應用筆記原理圖及layout信息
以下為GNSS應用筆記第7頁EVB板詳細設計信息。
從以下信息可知：
• 射極埠並非直接打孔到地，而是經過一小段微帶線再打孔到地。
• EVB板為三層板，第二層為參考地，參考地距表層為0.2mm。
1.2 射極微帶線作用
射極微帶線在系統設計中是非常重要的，主要有以下兩點作用：
• 保證系統穩定係數k>1。
• 影響輸入匹配和噪聲係數、增益。
1.3 參考地不同時射極微帶線的調整方法
在實際應用中，經常會遇到PCB板與EVB板參考地不同的情況。常見的一種情況是雙層板設計，表層為射頻通路，背面為參考地，板厚為１mm。針對參考地不同的情況，遵循一個原則，即PCB板與EVB參考板兩者射極埠設計對應的電感值相同，以下會詳細介紹。
首先，我們先仿真得到EVB板射極埠等效電感值。
從以上ADS仿真結果可知，射極埠微帶線及地孔形成的電感值為0.186nH。
其次，調整Msub為實際參考地厚度，改變微帶線長度，以獲得近似0.186nH的電感值。
圖7 indcutor2藍色線為板厚1mm單地孔等效電感值(ADS VIAGND仿真模型在板厚1mm時仿真準確度會差一些，雖與實際有些偏差，仍可作為參考)，inductor紅色線為圖4板厚0.2mm等效電感值。
由仿真結果可知，在板厚為1mm時，單地孔的電感效應已經與0.2mm板厚微帶線與地孔之和相當。如果在板厚1mm時，微帶線設計仍與參考板保持一致，電感值會比較大，系統穩定性不會有問題，但是增益會降低。所以如想獲得與參考板相當的增益，需要縮短微帶線長度或者直接打孔到地。
附錄：
1. ADS 地孔電感仿真模型
ADS地孔仿真模型參考文章為：M. Goldfarb and R. Pucel. "Modeling Via Hole Grounds in Microstrip," IEEE Microwave and Guided Wave Letters, Vol. 1, No. 6, June 1991, pp. 135-137.
2. 地孔電感值與厚度關係曲線(孔直徑固定為0.3mm)
圖8 地孔電感值與厚度關係曲線(孔直徑固定為0.3mm)
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