射频电路板抗干扰设计：屏蔽与滤波核心技术

射频电路板既是高频信号传输载体，也是强电磁辐射源（如功率放大器模块辐射场强≥50V/m@10GHz），同时易受外部干扰（如 5G 基站旁的 WiFi 设备干扰）。若抗干扰设计不足，会导致信号串扰（串扰≥-15dB）、辐射超标（超出 FCC Part 15 标准）、接收灵敏度下降（如 LNA 噪声系数升高 1dB）。射频电路板的抗干扰设计需围绕 “抑制辐射、阻断传导、隔离串扰” 三大核心，结合屏蔽、滤波、布线隔离技术，确保电磁兼容（EMC）达标。今天，我们解析抗干扰设计的关键技术，结合实操案例，帮你提升射频板的抗干扰能力。

​一、射频电路板主要干扰来源

• 辐射干扰：射频器件（PA、振荡器）产生的高频辐射，通过空间耦合干扰敏感模块（LNA、ADC），如 24GHz PA 模块辐射场强 45V/m，导致相邻 LNA 接收灵敏度下降 3dB；

• 传导干扰：电源噪声（如 DC-DC 转换器纹波≥200mV@1MHz）通过供电网络传导至射频模块，导致信号失真；

• 串扰干扰：相邻微带线的电磁耦合（容性 + 感性），如间距 1mm 的两条 50Ω 微带线，串扰≥-18dB@10GHz；

• 外部干扰：其他射频设备的辐射（如 5G 基站对 WiFi 路由器的干扰）、静电放电（ESD≥8kV）。

二、核心抗干扰技术

1. 屏蔽设计：阻断辐射干扰

• 金属屏蔽腔：将强辐射模块（PA）与敏感模块（LNA）分别置于金属屏蔽腔（铝材质，厚度 0.3mm），屏蔽腔与接地平面可靠焊接（接地阻抗≤0.05Ω），屏蔽效能≥45dB@10GHz；腔体内壁贴吸波材料（如铁氧体片，厚度 0.5mm），吸收反射干扰；

• 接地过孔阵列：在微带线两侧、PCB 边缘布置接地过孔（孔径 0.3mm，间距 0.5mm），形成 “电磁屏障”，减少外部辐射耦合，如 LNA 输入线两侧布过孔阵列后，串扰从 - 18dB 降至 - 35dB；

• 共面波导接地：高频微带线采用共面波导结构（传输线两侧为接地铜箔，间距 0.2mm），增强电磁屏蔽，减少辐射损耗，适用于毫米波场景（≥24GHz）。

2. 滤波设计：抑制传导干扰

• 电源滤波：①射频模块电源入口加 “π 型滤波网络”（10μF 钽电容 + 0.1μF NP0 电容 + 10nH 高频电感），滤除 1MHz-1GHz 电源噪声，纹波≤50mV；②PA 模块供电加 EMI 滤波器（如 Schaffner FN281-10-06），共模插入损耗≥40dB@100MHz；

• 接口滤波：射频连接器（如 SMA、N 型）端口串联 TVS 管（ESD 防护≥15kV）与低通滤波器（截止频率为工作频率的 1.5 倍），抑制静电与杂波干扰；

• 敏感信号滤波：LNA 输入信号串联 RC 低通滤波器（R=50Ω，C=0.3pF），截止频率 50GHz，滤除超高频干扰。

3. 布线隔离：减少串扰干扰

• 分区布线：将 PCB 分为 “射频区”“数字区”“电源区”，射频区与数字区间距≥10mm，电源区与射频区间距≥8mm；

• 微带线间距：相邻微带线间距≥3 倍线宽（如 1.8mm 线宽，间距≥5.4mm），串扰≤-30dB@10GHz；

• 接地隔离：射频地与数字地、电源地单点连接（如 PCB 边缘接地过孔），避免地环流导致的干扰耦合；

• 垂直交叉布线：双层 PCB 中，射频线与数字线垂直交叉，减少平行耦合长度（≤2mm）。