手機射頻技術和手機射頻模塊基礎解讀

　　手機在向雙模/多模發展的同時集成了越來越多的RF技術。手機射頻模塊有哪些基本構成?它們又將如何集成?RF收發器，功率放大器，天線開關模塊，前端模塊，雙工器，SAW濾波器……跟著本文，來一一認識手機射頻技術和射頻模塊的關鍵元件們吧!

　　進入移動互聯網時代，手機集成了越來越多的RF技術，比如支持LTE、TD-SCDMA、WCMDA、CDMA2000、HSDPA、EDGE、GPRS、GSM中多個標準的雙模/多模手機，可實現VoIP、導航、自動支付、電視接收的Wi-Fi、GPS、RFID、NFC手機。采用多種RF技術使手機的設計變得越來越復雜。

　　手機射頻技術和手機射頻模塊基本構成

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

　　總體來說，基本的手機射頻部分中的關鍵元件主要包括RF收發器(Transceiver)，功率放大器(PA)，天線開關模塊(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 手機射頻模塊基本構成圖

　　手機射頻模塊功率放大器(PA)

　　功率放大器(PA)用于將收發器輸出的射頻信號放大。功率放大器領域是一個有門檻的獨立的領域，也是手機里無法集成化的元件，同時這也是手機中最重要的元件，手機性能、占位面積、通話質量、手機強度、電池續航能力都由功率放大器決定。

　　功率放大器領域主要廠家是RFMD、Skyworks、TriQuint、Renesas、NXP、Avago、ANADIGICS?，F在，原本是PA企業合作伙伴的高通，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，以多頻多模優勢宣布進軍PA產業。

　　PA市場經歷了LDMS PA“擂主”時代之后，砷化鎵(GaAs)PA成為3G時代PA市場的“擂主”。當年帶領砷化鎵攻打PA市場的TriQuint正在積極布局砷化鎵的藍圖，針對3G/4G智能手機擴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可能會成為手機平臺的一部分，并會出現手機芯片平臺企業收購、兼并PA企業的現象。

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