Hoogfrequentiecircuits

Hoogfrequentiecircuits zijn elektronische schakelingen die ontworpen zijn om te werken bij hoge frequenties, doorgaans in de radiocommunicatie en millimeterwave-gebieden. Ze bestrijken ruwweg van enkele kilohertz tot enkele gigahertz en worden toegepast in zenders, ontvangers, filters en signaalomzetters. Het ontwerp richt zich op efficiënte energieoverdracht, selectiviteit en correcte impedantieafstemming.

Belangrijke concepten zijn resonantie, kwaliteit (Q) factor, impedantie en het opslaan van energie in inductoren en condensatoren. Bij hoge frequenties spelen parasitaire elementen een grotere rol. Typische componenten zijn inductoren, condensatoren, halfgeleiderdiodes (bijvoorbeeld varactoren voor tuning), en actieve schakelaars (transistors). Bij hogere frequenties worden vaak distributieve elementen gebruikt, zoals transmissielijnen, microstriplijnen en resonatoren (caviteiten).

Veel gebruikte topologieën zijn LC-tank gebaseerde oscillatoren, passieve en actieve filters, versterkers en mixers. Ook worden combinatie- en omzettercircuits toegepast, waarbij frequentieconversie plaatsvindt met heterodyning. Ontwerpen maken gebruik van impedantie-matching-netwerken en zorgvuldig lay-outbeheer om ongewenste parasieten te minimaliseren.

Ontwerpuitdagingen omvatten parasitaire inducties, capacitieve koppelingen, skin-effect, verlies en ruis, evenals afstemming en stabiliteit. Testen gebeurt met instrumenten zoals vectornetwerkmeters en vectornetwerkanalyzers die S-parametermetingen leveren.

Toepassingen van hoogfrequentiecircuits zijn onder meer radiozenders en ontvangers, televisiesystemen, radar, satelliet- en mobiele communicatie en signaalverwerking in RF-frontends. De technologische vooruitgang gaat via geïntegreerde RF- en MMIC-technologieën, planar technologieën en nauwkeurige simulatie van parasieten.