無線射頻電路板設計主要著重於減少雜訊及有效發送訊號，這需要隔離訊號與預定使用的訊號路徑。音調、訊號、時脈及電路板上任何一處產生的所有諧波都可能混入輸出訊號成為混附訊號(Spur)，甚至進入混頻器(Mixer)及轉換器，經過轉移、反射及混疊而成為混附訊號。從傳輸遮罩需求可以看出，即使是最小的混附訊號，也會阻礙產品推出上市。
現今寬頻裝置運用軟體定義無線射頻(SDR)的趨勢更顯現減少混附訊號的重要。由於單一平台設計可用來處理多個頻帶，因此外掛的無線射頻模組逐漸由大型電路板取代，但是卻發生更多訊號相互干擾的狀況。小型的外掛無線射頻模組，包括大多數無線射頻廠商的評估模組，雖可完全隔離，達到絕佳的混附訊號效能，但是其中須要使用特別的設計技術。大量的過孔(Via)、頂端布線、專用的接地層及其他配置技巧相當適合小型無線射頻電路板，但對於大型電路板則不一定適用。
低混附訊號無線射頻配置通常需要無線射頻工程師的敏銳直覺，因為配置工具適用於大型配置，但不適用於電磁分析。進行配置和電路板檢查時，通常使用基本原則，只有在做出原型電路板並進行實驗評估時，才會進行真正的實驗。檢查功率等級和線性度等基本電路板功能後，混附效能的評估便成為重點。在此後期階段，混附訊號須要無線射頻工程師施展「黑魔法」找出根源並修正。不僅幾乎無法預測和排定除錯時間，而且修正通常須要電路板運轉，最終導致專案延遲及成本增加。
大多數無線射頻工程師的直覺規則，都來自配置檢查期間可使用的簡單原理。只要記住下列八項規則，便可透過更能夠預期的排程加速產品推出。
規則1：將接地過孔放在接地參照層開關位置
沿著布線線路流動的各個電流都有相同的回流電流。雖然有許多策略可處理耦合(Coupling)，但是回流電流一般會流經相鄰的接地層，或流入沿著訊號線布線的接地。雖然這個參照層連續不中斷，但是所有耦合都局限在傳輸線路，其他部分則一切正常。但是，當訊號線從頂端切換到內層或底層時，回流電流也必須有路徑。
圖1顯示以上這種情況。頂層訊號線中的電流有伴隨的回流電流立即出現在下方。切換到底層時，回流電流將穿過鄰近的過孔。不過，如果沒有鄰近的過孔可供回流電流使用時，將流到最近的接地過孔。增加的距離會使得電流迴路成為電感(Inductor)。如果不必要的電流路徑經過其他線路，干擾的情況將更加嚴重。另一個代表電流迴路的字詞是：天線。
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| 圖1 訊號電流從裝置接腳經過過孔流向下層。回流電流在訊號下方流動，直到流經最近的過孔進入不同的參照層為止。 |
接地參照是最好的做法，但是，高速線路有時可能在內層布線。將接地參照層放在上方和下方相當不容易，接腳限制也可能迫使半導體製造商將電源線路放置在高速線路旁邊。只要參照電流需要在非直流(DC)耦合的不同層或電網間切換時，即可在緊鄰切換點放置解耦合電容。
規則2：將裝置焊墊連接到頂端接地
許多裝置的封裝底端都有散熱接地焊墊。對於無線射頻裝置，一般都有電氣接地，以及有一整排的接地過孔的相鄰焊墊。直接將裝置墊片連接到接地接腳及頂端接地的任何覆銅。如果有多個路徑，回流電流會按照路徑阻抗的比例分流。經過焊墊的接地連接可縮短路徑，或使得阻抗低於接腳接地。
電路板與裝置間良好的電氣連接相當重要。組裝時，一整排電路板過孔中未填充的過孔也會使焊膏從裝置脫落而造成空洞。填充的過孔可讓焊膏固定。也須注意阻焊劑層，確定裝置下的電路板接地無任何阻焊，因為這會使裝置變高或不穩定。
規則3：參照層不可有間隙
過孔會破壞裝置的鄰接程度。電網引出至局部解耦合，然後落在電源層，通常會有多個過孔可將電感減至最低，並增加電流傳導能力，而且控制匯流排接在內層。這些引出都會在裝置附近完全受箝制。
在接地內層上，各個過孔都有大於過孔直徑的留白區域(Keepout Region)，這些是製造時留下的空隙。這些留白區域很容易就會造成回流電流路徑不連續。除了這種情況外，多個過孔過於緊密會形成頂層電腦輔助設計(CAD)檢視時無法看見的接地層溝道。圖2顯示兩個電源層的接地層空隙形成重疊的留白區域，使得回流路徑不連續。回流電流會在接地層留白區域周圍轉向，形成輻射電感路徑的問題。即使「便利」的接地過孔也會使得相關聯的金屬焊墊在電路板製造過程中出現最低程度的留空區域。過孔過於接近訊號線時，頂端接地留空區域會出現類似鼠嚙的痕跡。
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| 圖2 過孔周圍的接地層留白區域可能重疊，造成回流電流偏離訊號路徑。即使不重疊，留白區域也可能造成接地層出現類似鼠嚙的阻抗不連續。 |
由於留白區域是由CAD軟體自動形成，而且系統電路板經常使用過孔，因此最初成形的配置幾乎都會有一些回流路徑中斷的情況。進行配置檢查時，注意各個高速線路，觀察相關聯的回流電流層是否有中斷的情形。最好的做法是將造成接地層中斷的任何過孔移到較接近頂層接地留白區域的任何位置。
規則4：使差動線路維持差動
回流電流路徑對於訊號線路效能相當重要，因此必須審慎考量訊號路徑。同時，差動對(Differential Pair)通常並非緊密耦合，而且回流電流可能流經鄰近的一層。兩個回流電流必須透過同等的電氣路徑加以導流。
即使差動對的兩條線路並未緊密耦合，近接程度及共用設計限制也會使得回流電流出現在同一層；真正使混附訊號減少，需要更好的匹配。任何刻意設計的結構都應該對稱，例如差動元件下方的接地層孔洞。同樣地，長度匹配也會讓訊號線路彎曲。回流電流不會沿著彎曲的線路流動。差動線路的任何長度匹配都應該反映在另一個差動線路上。
規則5：無線射頻訊號線路附近不可有時脈或控制線路
時脈和控制線路有時會被認為不會造成干擾，因為這些運作速度緩慢，甚至接近直流電的速度。不過，值得注意的是，這些的切換特性接近方波(Square Wave)，會在奇數諧波頻率產生明顯的音調。相較於方波邊緣的銳度，方波的輻射能量與基本頻率較無關聯。
在數位系統設計中，彎曲頻率(Knee Frequency)會預估必須考量的最高頻率諧波，這是以fknee=0.5/tr的程度進行計算，其中tr是上升時間。必須注意的是，重要的因素是上升時間，而非訊號頻率。不過，銳角的方波也會有較強的高階奇數諧波落在錯誤的頻率，並且與無線射頻線路耦合，而妨礙傳輸遮罩。
時脈和控制線路應該使用內部接地層或頂端接地灌流(Pour)與無線射頻訊號線路相區隔。如果無法將訊號與接地隔離，則線路應該採取直角布線。由於從時脈或控制線路輻射的磁通量線路(Magnetic Flux Line)會在干擾源線路的電流周圍形成輻射圓柱輪廓，因此不會在接收器線路感應電流。減緩上升時間可降低彎曲頻率，並且有助於降低干擾源(Aggressor)的影響，但是時脈或控制線路也會成為接收器線路。如此一來，接收器線路仍然會將混附訊號導入裝置內。此外，微帶(Microstrip)和帶狀線(Stripline)大多耦合於鄰近的接地層。大致而言，某些磁通量線路仍然會水平放射，並且在鄰近的訊號線終止。
規則6：與高速線路之間的接地隔離
某個高速線路或差動對上的音調會出現在下一個訊號線。但是，訊號層的接地灌流使得磁通量線路形成低阻抗，因此音調不會出現在鄰近的訊號線。
因為干擾源音調已出現在接收器線路，相同頻率的訊號線(例如接到時脈分布或合成器裝置外的訊號線)所形成的叢集可能相鄰。不過，叢集的線路最終都會散開。在這種情況下，在散開的線路間加入接地灌流及過孔，音調便會開始散開，因此感應的回流電流即可沿著回流電流路徑回流。
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| 圖3 頂端接地中以差動線路分隔的過孔可作為回流電流流動的路徑。 |
在圖3中，接地島嶼(Ground Island)末端的過孔能夠使感應的電流流向參照層。沿著接地灌流增加其他過孔，過孔之間相距不可小於波長的十分之一，接地便不會成為共振結構(Resonant Structure)。
規則7：切勿將無線射頻線路布線在有雜訊的電源層上
一旦音調進入電源層，就會四處擴散。雜散音調混入電源後，緩衝、混頻器、衰減器(Attenuator)及振盪器(Oscillator)便會以干擾的頻率進行調變。同樣地，電源到達電路板時，電源的乾淨程度仍不足以驅動無線射頻電路。必須將電源層的無線射頻線路暴露程度降到最低，尤其是未經過濾的電源層。
鄰近接地的大型電源層可產生高品質的嵌入式電容，使混附訊號衰減，而且大型電源層可用於數位通訊系統及某些無線射頻系統。另一種方法使用最小的電源層，這比較類似粗訊號線，而不像是電源層，因此無線訊號線路比較容易與電源層相隔離。這兩種技巧都有效，但是切勿混用這兩種技巧最不好的一面，也就是小型電源層與頂端布線的無線射頻線路。
規則8：讓解耦合靠近裝置
解耦合不僅有助於避免雜散訊號進入裝置，而且也有助於消除裝置內部產生的音調，若不予以消除，音調將進入電源層。解耦合電容愈接近作用中的電路，效果愈好。局部解耦合受到電路板訊號線的寄生阻抗(Parasitic Impedance)所造成的阻礙較小，而較短的訊號線可讓天線縮小，以散發不必要的音調。將自共振頻率(Self-resonant Frequency)最高的電容(一般是最小值的最小外殼尺寸電容)放置在最接近裝置的位置，並且讓較大的電容遠離裝置。在無線射頻頻率影響下，電路板後端的電容很容易引發與接地路徑串聯的過孔出現寄生電感，而無法發揮大部分的雜訊衰減效益。
減少混附訊號 加速產品推出
電路板配置檢查能夠有機會找出發出或接收混附無線射頻音頻的結構。追蹤各個高速線路，並且持續找出回流電流路徑，確保電流沿著線路回流，尤其必須全面檢查轉換情形。接著，將可能的干擾源與接收器隔離。按照一些簡單的直覺規則，即可減少混附訊號、加速產品推出，並且降低除錯成本。
(本文作者任職於德州儀器)