射频设计中不可或缺的射频思维—— 谐振思维

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今天继续我们的《射频入门So Easy》 的课程。在上文的学习中，我们介绍了射频设计中常用的射频思维：频率思维，空间（场）思维和 阻抗思维。今天我们学习射频设计中另一个最最常用到的一个射频思维——谐振 Resonance。

万物皆可振，只是缺少一个和它匹配的频率源而已。

谐振现象，是射频设计中最常遇到的一种，很多人可能一提到谐振，就联想到LC谐振电路，其实谐振无处不在。如果我们用另一个名字来描述折中现象可能就显得更广义一些——共振。谐振又称为共振，这个我们最早学习物理中振动的时候学习过，振荡系统在周期性外力作用下，当外力作用频率与系统固有振荡频率相同或很接近时，振幅急剧增大的现象。

共振，大家一定比较熟悉了，最有名的一个故事是拿破仑行军踩踏大桥，就是因为士兵步伐的频率和大桥固有频率相同或者接近，产生了共振，使桥的振动加强，超过了大桥的承载力，从而使得桥断裂。以至于后来很多国家规定：大队人马过桥时，要改齐走为便步走。

这里面提到两个谐振相关的名词：外力作用频率和系统固有振荡频率。在射频电路设计中，这个外力作用频率就是电磁波信号（或者交流电）的频率，这个不同多说，但是系统固有振荡频率在射频电路中怎么解呢？

从电路理论来说，就是LC谐振电路的频率，这个谐振频率f0只和电路中的电容C和电感L有关，无论进来的信号是什么频率，LC电路的谐振频率始终是下式中的f，这个f就是这个LC电路的固有谐振频率。

进而，根据上节所讲的分布参数特征，射频电路中的每一部分都有其固有的谐振频率，这个谐振频率只跟电路的电感电容相关，包括各种的寄生电容，寄生电感等。从这个角度来说，一个射频系统中有很多很多的谐振，我们设置在电路里面的LC串联或者并联电路，射频走线阻抗不连续性产生的寄生电容/电感引发的谐振，屏蔽腔的谐振，甚至整个射频系统结构的谐振。

在射频设计中，谐振不可避免，在信号选频，滤波，耦合，放大，辐射中，谐振都起着不可替代的作用。但是一些谐振也会引起电路的自激，干扰和不稳定出现，在设计中，一定要加以识别，趋利避害。我们接着分享几个快速计算射频系统谐振的方法。