射頻前端是無(wú)線通信設(shè)備的一個(gè)核心部件,是將無(wú)線電磁波信號(hào)和二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)進(jìn)行互相轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)部件。
射頻前端的組成
按照功能可分為發(fā)射端(TX)和接收端(RX);
按照組成器件可分為功率放大器(PA)、低頻噪聲放大器(LNA)、濾波器(Filters)、開(kāi)關(guān)(Switches)、雙工器(Duplexes)和調(diào)諧器(Antenna Tuner)組成。
對(duì)于各個(gè)組成部件的功能,手機(jī)無(wú)線充軟板小編給大家列了幾點(diǎn),具體如下:
a)功率放大器負(fù)責(zé)發(fā)射通道的射頻信號(hào)放大;
b)濾波器負(fù)責(zé)發(fā)射及接受信號(hào)的濾波;
c)低噪聲放大器負(fù)責(zé)接受通道中的小信號(hào)放大;
d)射頻開(kāi)關(guān)負(fù)責(zé)接受、發(fā)射通道之間的切換;
e)雙工器負(fù)責(zé)準(zhǔn)雙工切換、接受/發(fā)送通道的射頻信號(hào)濾波;
f)調(diào)諧器負(fù)責(zé)射頻信號(hào)的信道選擇、頻率變化和放大。
據(jù)手機(jī)無(wú)線充軟板廠了解,在5G時(shí)代,信號(hào)頻段數(shù)量大幅增加,隨之需要的組成部件數(shù)量也大幅增加,同時(shí)5G通訊設(shè)備需要向下兼容4G和3G,因此增量市場(chǎng)相當(dāng)可觀。
根據(jù)研究,每增加一個(gè)頻段,需要增加1個(gè)PA,1個(gè)雙工器,1個(gè)射頻開(kāi)關(guān),1個(gè)LNA和2個(gè)濾波器。2G需支持4個(gè)頻段,3G需支持6個(gè)頻段,4G為20個(gè),5G為80個(gè)。
那是不是可以簡(jiǎn)單理解5G時(shí)代的射頻前端部件數(shù)量需要的是4G時(shí)代的4倍以上呢?也不是。這里引入載波聚合技術(shù)。
前端模組化程度日益復(fù)雜
5G時(shí)代射頻前端模組化程度將越來(lái)越高。隨著通信制式升級(jí),頻段變多,高一級(jí)的通信系統(tǒng)要向下兼容,導(dǎo)致射頻器件越來(lái)越多越來(lái)越復(fù)雜;同時(shí)要求增加電池容量, 壓縮手機(jī)無(wú)線充軟板廠的PCB板面積,決定了模組化是必然趨勢(shì):
1、終端小型化。射頻前端模組化降低了對(duì)PCB面積的占用,這對(duì)于寸土寸金的手機(jī)終端內(nèi)部尤為重要。
2、大批量生產(chǎn)一致性。如果用分立原件搭建復(fù)雜需求的射頻電路,很難保證量產(chǎn)一致性,而模塊化將電路內(nèi)化,可靠性更高。
3、縮短研發(fā)周期。射頻前端模組化提升了終端廠商的研發(fā)效率,縮短了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期,使得后者能更快地推出新產(chǎn)品。
射頻前端模塊通常存在三種主流架構(gòu):PAMiD架構(gòu)、MMMBPA+ASM架構(gòu)、MMPA + TxFEM架構(gòu),對(duì)應(yīng)了不同形式的模組化。MMMB PA集成2G/3G/4G PA,通過(guò)外部濾波器和雙工器與天線開(kāi)關(guān)模塊ASM連接,即MMMB PA+ASM架構(gòu);MMPA+TxFEM是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的射頻前端架構(gòu),MMPA只集成3G/4G PA,2G PA與ASM集成,稱(chēng)為“TxFEM”。PAMiD集成度最高,集成了MMMB PA+ FEMiD。主流的旗艦機(jī)型因?yàn)橐С秩虼蟛糠诸l段,大都采用PAMiD架構(gòu)。