手機(jī)射頻技術(shù)和手機(jī)射頻模塊基礎(chǔ)解讀

　　手機(jī)在向雙模/多模發(fā)展的同時集成了越來越多的RF技術(shù)。手機(jī)射頻模塊有哪些基本構(gòu)成?它們又將如何集成?RF收發(fā)器，功率放大器，天線開關(guān)模塊，前端模塊，雙工器，SAW濾波器……跟著本文，來一一認(rèn)識手機(jī)射頻技術(shù)和射頻模塊的關(guān)鍵元件們吧!

　　進(jìn)入移動互聯(lián)網(wǎng)時代，手機(jī)集成了越來越多的RF技術(shù)，比如支持LTE、TD-SCDMA、WCMDA、CDMA2000、HSDPA、EDGE、GPRS、GSM中多個標(biāo)準(zhǔn)的雙模/多模手機(jī)，可實(shí)現(xiàn)VoIP、導(dǎo)航、自動支付、電視接收的Wi-Fi、GPS、RFID、NFC手機(jī)。采用多種RF技術(shù)使手機(jī)的設(shè)計變得越來越復(fù)雜。

　　手機(jī)射頻技術(shù)和手機(jī)射頻模塊基本構(gòu)成

　　3G手機(jī)射頻部分由射頻接收和射頻發(fā)送兩部分組成，其主要電路包括天線、無線開關(guān)、接收濾波、頻率合成器、高頻放大、接收本振、混頻、中頻、發(fā)射本振、功放控制、功放等。

　　總體來說，基本的手機(jī)射頻部分中的關(guān)鍵元件主要包括RF收發(fā)器(Transceiver)，功率放大器(PA)，天線開關(guān)模塊(ASM)，前端模塊(FEM)，雙工器，RF SAW濾波器及合成器等，如圖所示。下面將著重從三個基本部分開始介紹：

圖 手機(jī)射頻模塊基本構(gòu)成圖

　　手機(jī)射頻模塊功率放大器(PA)

　　功率放大器(PA)用于將收發(fā)器輸出的射頻信號放大。功率放大器領(lǐng)域是一個有門檻的獨(dú)立的領(lǐng)域，也是手機(jī)里無法集成化的元件，同時這也是手機(jī)中最重要的元件，手機(jī)性能、占位面積、通話質(zhì)量、手機(jī)強(qiáng)度、電池續(xù)航能力都由功率放大器決定。

　　功率放大器領(lǐng)域主要廠家是RFMD、Skyworks、TriQuint、Renesas、NXP、Avago、ANADIGICS。現(xiàn)在，原本是PA企業(yè)合作伙伴的高通，也直接加入到PA市場中，將在2013年下半年推出以CMOS制程生產(chǎn)的PA，支持LTE-FDD、LTE-TDD、WCDMA、EV-DO、CDMA 1x、TD-SCDMA與GSM/EDGE七種模式，頻譜將涵蓋全球使用中的逾40個頻段，以多頻多模優(yōu)勢宣布進(jìn)軍PA產(chǎn)業(yè)。

　　PA市場經(jīng)歷了LDMS PA“擂主”時代之后，砷化鎵(GaAs)PA成為3G時代PA市場的“擂主”。當(dāng)年帶領(lǐng)砷化鎵攻打PA市場的TriQuint正在積極布局砷化鎵的藍(lán)圖，針對3G/4G智能手機(jī)擴(kuò)展連接推出高效率多頻多模功率放大器MMPA。

　　而高通以CMOS PA攻擂PA市場，未來PA可能會成為手機(jī)平臺的一部分，并會出現(xiàn)手機(jī)芯片平臺企業(yè)收購、兼并PA企業(yè)的現(xiàn)象。

　　如何集成這些不同頻段和制式的功率放大器是業(yè)界一直在研究的重要課題。目前有兩種方案：一種是融合架構(gòu)，將不同頻率的射頻功率放大器PA集成;另一種架構(gòu)則是沿信號鏈路的集成，即將PA與雙工器集成。兩種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，適用于不同的手機(jī)。融合架構(gòu)，PA的集成度高，對于3個以上頻帶巨有明顯的尺寸優(yōu)勢，5-7個頻帶時還巨有明顯的成本優(yōu)勢。缺點(diǎn)是雖然PA集成了，但是雙工器仍是相當(dāng)復(fù)雜，并且PA集成時有開關(guān)損耗，性能會受影響。而對于后一種架構(gòu)，性能更好，功放與雙功器集成可以提升電流特性，大約可以節(jié)省幾十毫安電流，相當(dāng)于延長15%的通話時間。所以，業(yè)內(nèi)人士的建議是，大于6個頻段時(不算2G，指3G和4G)采用融合架構(gòu)，而小于四個頻段時采用PA與雙工器集成的方案PAD。目前TriQuint可提供兩種架構(gòu)的方案，RFMD主要偏向于融合PA的架構(gòu)，Skyworks偏向于多頻PAD方案。