射频模块天线端的ESD该如何设计？

硬件工程师在设计产品时，ESD抗扰度是一个最重要的考虑到指标。静电对于大部分电子产品来说都不存在危害，射频模块对静电更为脆弱。那么针对射频模块类产品，ESD抗扰度应该如何考虑到和设计呢？关于ESD抗扰度等级，有所不同产品有所不同行业对应着有所不同的标准，国际电工委员会所施行的IEC61000－4－2标准适合于各种电气与电子设备做到电磁兼容性的测试。

在展开产品设计前必须再行规定好产品的ESD抗扰度的等级，要么根据标准来定义要么根据产品实际必须来定义。这样才可以有依据的展开产品设计及测试。

图1关于ESD抗扰度等级的构建方法，主要有外壳设计、硬件设计及PCB布局、元器件选型、软件修缮等。其中在硬件设计方面，一个最重要的方法是在输出或输入的关键电路节点处重新加入ESD维护器件。ESD维护器件一般用于瞬变电压抑制器，也就是硬件工程师经常说道的TVS（TransientVoltageSuppressor）二极管，TVS管的关键特性是它在长时间工作电压下具备低电阻，而在电压远超过长时间工作电压的时候变为了低电阻，此时将电流必要从脆弱部件引领至系统地或者大地（外壳地），诱导TVS管两极间受到的偏移瞬态低电压，对于静电，合适搭配双向TVS，而不是单向TVS。图2对于IOT行业，无线产品是其最重要的组成部分，而无线模块又是无线产品的重要一环，本文主要对无线模块天线末端及射频模块的ESD设计展开解释，无线模块产品在设计上可以再加ESD维护器件，而应用于无线模块的底板在设计时则必须在天线接口处考虑到可信有效地的静电泄放路径，确保静电泄放路径不经过脆弱器件及脆弱线路。

在用于无线模块的时候，从无线模块产品手册上有时不会看见天线末端须要防止静电必要打到天线的射频模块，甚至用手去拿模块最差都要拿着防静电手套。这就解释无线模块的射频输入末端是对静电脆弱的，多达一定的静电等级可能会使得无线模块受到永久性的损毁。此处引荐一种无线模块射频输入端的ESD设计电路结构，如图3右图。图3无线模块射频输入末端ESD设计用于TVS管虽然可以提升无线模块天线端的ESD性能，但是有一个隐患是可能会产生谐波噪声而使得无线模块的接收灵敏度减少。

这对TVS管的选型明确提出了拒绝，替代性TVS管可以防止这一隐患，所以在器件选型的要注目谐波噪声这一关键指标。对于外接天线版本的无线模块，一般必须在应用于无线模块的底板上摆放天线模块（比如SMA模块），以便加装所需的天线。这时候必须充分考虑静电在底板的泄放路径，确保静电不要通过射频转接线转入到无线模块产品本身，确保即使有静电引入天线模块，静电也可以较慢的通过我们所设计的泄放路径泄放在大地，这样可以有效地提升产品的可靠性。

一般情况下，引荐用于如图4右图的阻容网络来传导静电，留意在PCB布局时确保静电泄放路径最较短且不经过静电脆弱器件、射频电路以及脆弱线路（比如数据线、时钟线等），此处的电容须要是耐热高压的器件。图4静电泄放阻容网络下面通过一个ESD设计案例来解释这一思路。

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