射频 - 组件与系统 - 导线

在射频（radio frequency, RF）电路中，阻容感这些基本元器件，表现出来并不是只有阻性、容性、感性单一特性。我们将从最基本的元器件开始分析。

射频电路中的导线可有多种形式。频频谱中导线的行为在很大程度上取决于导线的直径和长度。在 AWG（American Wire Gauge）规范中，规定了每种线规及对应的直径（AWG 值每相差 6，英制直径就相差一倍）：

趋肤效应

导体在低频下，电子的传输覆盖整个导体截面。随着频率增加，截面中心磁场的增强，会对电子的传输产生阻抗，将电子挤向边缘，使截面中心的电流密度低于边缘处，这就是 趋肤效应（也译为集肤效应）。趋肤效应在所有导体（包括阻容感的管脚）。

导体中电流密度下降到边缘的 \(\frac{1}{e} (37\%)\) 的深度，叫做 趋肤深度，这是与频率、导体磁导率、电导率相关的函数，因此不同的导体有不同的趋肤深度。

趋肤效应造成的影响是让导体的有效横截面减小，让交流阻抗变大。对于敷铜而言，趋肤深度在 60 Hz 时约为 0.85 cm，在 1 MHz 时约为 0.007 cm（即 63% 的 RF 电流在表面到距离表面 0.007cm 的宽度范围内流动）。

任何载流介质都会产生磁场，如果介质中是交流电，那这个磁场也会交替变化，因此在导线上产生一个电压，它将阻止任何电流的变化，这种现象称为自感，我们把有这种性质的称为电感。直线电感虽然微不足道，但在高频下就需要注意了。

直线电感的大小取决于长度与直径，计算公式如下：

\[ L=0.002l[2.3\log(\frac{4l}{d})-0.75] uH \]

其中，电感大小 \(L\) 的单位是 \(uH\)，导体长度 \(l\) 和直径 \(d\) 的单位为 \(cm\)。

电感是 RF 设计中不可忽视的因素，所有电感和 RF 电路（包括连接线、管脚等等）都会表现出感性。

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