熱門搜索： 網(wǎng)通設(shè)備類天線 基站天線 智慧型抄表類天線 車載天線
如何應(yīng)對多頻手機(jī)中的天線問題--飛宇信
發(fā)布時(shí)間：
2019-08-09 17:26
現(xiàn)在手機(jī)中的射頻信號通道越來越擁擠。蜂窩電話已經(jīng)從雙頻向三頻甚至四頻快速發(fā)展。這些復(fù)雜手機(jī)還需要處理來自外圍無線設(shè)備的各種信號，如藍(lán)牙、Wi-Fi和GPS。而隨著WiMAX和LTE（4G）的加入，這種復(fù)雜度將越來越高。在移動電話中，天線開關(guān)控制著天線接入所有這些無線信號，實(shí)質(zhì)上起著網(wǎng)守的作用。
多頻手機(jī)設(shè)計(jì)面臨著很大的挑戰(zhàn)，因?yàn)樗羞@些信號工作在不同的帶寬，而且它們都需要接入天線。為了取得最優(yōu)的性能和外形尺寸，它們最好能通過單個(gè)射頻開關(guān)接入天線。對開關(guān)制造商來說，這意味著從單刀四擲（SP4T）相應(yīng)發(fā)展到SP7T甚至SP9T配置才能處理越來越多的信號。這種先進(jìn)的開關(guān)需要能夠處理由寬帶CDMA（WCDMA）和低功率I/O無線設(shè)備帶來的額外移動通信頻段的接入。
可以預(yù)期的是，手機(jī)復(fù)雜性會越來越高，要求能夠處理更多頻段的信號。市場將至少標(biāo)準(zhǔn)化七個(gè)頻段，并且要留出一個(gè)空間給第八個(gè)頻段（LTE）使用。即使今后發(fā)生合并，射頻電路中由于合并留出的空間也會很快被越來越流行的、也需要接入天線的外圍無線電設(shè)備和功能所擠占。
為了支持互聯(lián)網(wǎng)、多媒體和視頻，3G移動手機(jī)市場已經(jīng)轉(zhuǎn)向WCDMA。相應(yīng)的GSM也演變成GSM/WCDMA雙模技術(shù)。為了滿足全球需求，目前的GSM手機(jī)最多有4個(gè)發(fā)送（Tx）和4個(gè)接收（Rx）通道。增加WCDMA后每個(gè)新的頻段都要增加另外一個(gè)Tx/Rx通道。目前的移動手機(jī)設(shè)計(jì)傾向于采用4xGSM（850、900、1800、1900MHz）和3xWCDMA（850、1900、2100MHz）前端。因此，手機(jī)復(fù)雜度已經(jīng)達(dá)到空前的水平。
多頻手機(jī)中的任何設(shè)計(jì)折中都要求滿足或超過所有標(biāo)準(zhǔn)提到的性能等級。一般情況下，多模多頻的移動手機(jī)使用單個(gè)功放模塊來處理四頻GSM/EDGE信號。另一方面，每個(gè)WCDMA頻段需要使用它自己的獨(dú)立功放。因此，具有一個(gè)WCDMA頻段的四頻GSM天線手機(jī)至少需要一個(gè)單刀六擲（SP6T）開關(guān)來管理所有的信號通道。當(dāng)然，設(shè)計(jì)師也可以使用一個(gè)雙工器和兩個(gè)SP3T（流行的GaAs配置），但與使用單個(gè)SP6T開關(guān)相比這種方法將產(chǎn)生較高的插入損耗。
射頻設(shè)計(jì)師需要特別關(guān)注插入損耗，因?yàn)樗苯佑绊懝Ψ诺墓β矢郊有剩≒AE）。GSM功放的最大飽和功率一般是3W，平均PAE是55%。必需達(dá)到這個(gè)效率水平才能確保較長的電池使用時(shí)間，因?yàn)槭謾C(jī)總電流的一半用在功放上。鑒于此，設(shè)計(jì)師需要將保持功放的PAE定在最高優(yōu)先等級。一些早期的多頻WCDMA/GSM手機(jī)使用獨(dú)立的WCDMA和GSM信號鏈，并采用獨(dú)立的天線和無線設(shè)計(jì)。盡管這種方案在原型和第一代設(shè)計(jì)中非常有效，但市場需要具有更高性價(jià)比且節(jié)省空間的方案。顯然，業(yè)界要求集成式ASM能夠處理7個(gè)甚至9個(gè)信號。
圖1：IP3與器件的三階交調(diào)失真（IMD3）性能有關(guān)。
針對這個(gè)需求，業(yè)界開發(fā)出了SP7T開關(guān)來支持具有1個(gè)WCDMA和4個(gè)GSM頻段的手機(jī)架構(gòu)。例如PE42672就是采用UltraCMOS工藝技術(shù)開發(fā)的單片SP7T，它能提供+68dBm的三階交調(diào)截取點(diǎn)（IP3），這個(gè)線性度性能值可以滿足3GPP IMD3規(guī)范兼容的手機(jī)設(shè)計(jì)和高效的射頻前端要求。IP3與設(shè)備的三階交調(diào)失真（IMD3）性能相互關(guān)聯(lián)，這些相位上的指標(biāo)如圖1所示。
SP6T開關(guān)是開關(guān)架構(gòu)方面的最新成果之一。經(jīng)過配置它可以處理多個(gè)頻段的WCDMA、GSM和外圍無線設(shè)備。例如圖2所示的開關(guān)可以處理三頻段的WCDMA，并提供到雙工器和3個(gè)功放模塊的通道（每個(gè)WCDMA頻段要求使用自己的功放和雙工器）。這個(gè)開關(guān)還能處理只有單個(gè)功放模塊與之相連的四頻GSM/EDGE（包含2個(gè)功放芯片）。從實(shí)際效果看，這個(gè)設(shè)備必須通過受簡單解碼器控制的單個(gè)開關(guān)傳送5個(gè)高功率信號。
圖2：SP9T正在處理三頻段的WCDMA，它提供了到達(dá)雙工器和三個(gè)功放模塊的通道。
隨著多頻段架構(gòu)的普及，對功放和相關(guān)濾波器的數(shù)量提出了嚴(yán)格的要求。事實(shí)上，對功放的技術(shù)要求沒有變化，但手機(jī)設(shè)計(jì)需要使用更多的功放。因此真正改變的是需要一個(gè)特別高效的方法將所有射頻信號傳送給天線-單片開關(guān)。
手機(jī)中增加的頻段越多，對開關(guān)的技術(shù)要求就越高，而且WCDMA的線性度和諧波要求對器件性能也帶來了很大的壓力。通過利用UltraCMOS制造工藝的線性優(yōu)勢，圖2中的單片PE42693 SP6T可以保持其前代SP7T開關(guān)+68dBm的IP3，而且IMD3性能超過業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的-105dBm（圖1）。
SP6T功能可以用GaAs器件實(shí)現(xiàn)，但它需要額外的器件，例如CMOS譯碼器和驅(qū)動器，這將極大地影響所需I/O的數(shù)量。對要求高度線性和隔離的5個(gè)高功率端口來說挑戰(zhàn)尤其艱巨，因?yàn)镮/O數(shù)量越多，線的耦合和粘合的可能性就越大。
圖3：UltraCMOS SP9T不需要片外ESD器件或線性度增強(qiáng)匹配器件。黃框代表譯碼器，藍(lán)框代表ESD，綠框代表電壓生成器。
隨著多頻段手機(jī)越來越流行，對高集成度、小型天線開關(guān)的需求也越來越迫切。UltraCMOS SP7T開關(guān)現(xiàn)在已經(jīng)開始批量生產(chǎn)，SP9T也在2007年底投入批量生產(chǎn)。在外形方面，GaAs SP7T為1.6x1.5mm，而采用SOS工藝SP7T開關(guān)只有1.2x1.0mm，面積縮小了一半。目前的GaAs E/D pHemt或J-pHemt SP9T開關(guān)外形尺寸為1.9x1.5mm。與之相比，采用UltraCMOS 0.5μm工藝制造的SP9T外形尺寸為1.7x1.1mm（圖3），它不需要片外ESD器件和性能增強(qiáng)匹配器件。UltraCMOS發(fā)展規(guī)劃預(yù)計(jì)0.25μm版本的SP9T尺寸將達(dá)到1.32x1.29mm。
縮小尺寸的另外一種方式是將開關(guān)倒裝在結(jié)實(shí)的低溫共燒陶瓷（LTCC）基底上，無需占用以前線綁定所需的面積。目前晶圓級芯片尺寸封裝正在開發(fā)中，它所生產(chǎn)的UltraCMOS開關(guān)可以如同標(biāo)準(zhǔn)表貼封裝那樣處理。
在使用UltraCMOS制造的開關(guān)后，設(shè)計(jì)師可以省去其它開關(guān)技術(shù)要用到的譯碼器、隔直電容和雙工器。配合芯片尺寸封裝技術(shù)，這種工藝可以顯著減小ASM的尺寸和厚度。另外，其固有的ESD容差和單片CMOS接口可以簡化實(shí)現(xiàn)和使用。UltraCMOS工藝的極高良品率和增加開關(guān)方向的靈活性可以使未來新一代的手機(jī)具有更高的集成度，能夠解決多頻段手機(jī)體積縮小所帶來的挑戰(zhàn)。
多模多頻段GSM/WCDMA手機(jī)的技術(shù)要求已經(jīng)超過了傳統(tǒng)RFIC技術(shù)（如GaAs）的極限。受這些超高性能要求影響最嚴(yán)重的是天線和射頻連接器。
雖然本文主要討論的是天線開關(guān)，但關(guān)鍵是要認(rèn)識到對系統(tǒng)天線的顯著影響。天線必須能夠高效輻射從800到2200MHz的信號，在微型天線允許的外形尺寸下這是一個(gè)相當(dāng)艱巨的任務(wù)。目前業(yè)界正在尋找新的技術(shù)來解決這個(gè)問題，考慮到天線匹配問題，可能使用開關(guān)和集總調(diào)諧元件?？傊?，射頻開關(guān)必須能夠切換最多9條大功率射頻信號通道，并且要具有低插損、高隔離和線性度。
深圳市飛宇信電子有限公司成立于2007年，是一家專業(yè)從事無線通信產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)和銷售一體的高新技術(shù)型企業(yè)。專注于天線類、模塊類、應(yīng)用解決方案、應(yīng)用終端等產(chǎn)品的研制生產(chǎn)。聯(lián)系人：13802709089 楊經(jīng)理(微信同號）。
相關(guān)文章--- 怎樣才能將天線做到產(chǎn)品傳輸距離更遠(yuǎn)？
上一頁
下一頁
上一頁
下一頁
2019-05-09 09:34
wifi天線，很多朋友都已是非常的熟悉不過了，監(jiān)控，路由器等都有他的身影，wifi天線的出現(xiàn)也解決了很多用戶的使用生活習(xí)慣，讓生活更加的便捷方便了。wifi天線信號分離又是什么哏？你了解嗎？??wifi天線通信系統(tǒng)要求的高數(shù)據(jù)傳輸速率使得人們致力于研究開發(fā)更先進(jìn)、高效的編碼、調(diào)制技術(shù)來提高無線頻率的效率，同時(shí)也對射頻前端提出了更苛刻的要求。功率放大器的效率和線性度是相互矛盾的一組指標(biāo)，必須協(xié)調(diào)二者
2019-05-08 09:51
天線廠家是指設(shè)計(jì)安裝在車輛上的移動通訊天線，最常見就是吸盤天線。由于吸盤天線安裝擺放容易，所以在一些簡易設(shè)臺場合常常用吸盤天線代替基地臺天線。?車載天線結(jié)構(gòu)上有縮短型、四分之一波長、中部加感型、八分之五波長、雙二分之一波長等形式的天線，理論上它們的效率依次增加，同樣工作頻段的天線的長度也依次增加。由于車輛本身有限高，加上過長的天線在車輛高速行進(jìn)時(shí)形成的風(fēng)阻，過橋洞、進(jìn)入地下車庫都是問題，所以車載天
2019-05-08 09:33
wifi天線用戶都很熟悉了，用戶最常見的就是安裝在路由器上的那個(gè)支架天線了。wifi天線和PCB內(nèi)板的連接也是有很講究的，一起來看看吧！??飛宇信電視天線廠家，專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)手機(jī)天線，內(nèi)置天線，GPS天線，電視天線，平板天線，車載天線，汽車天線，提供天線定制，天線批發(fā)，來圖來樣定制等業(yè)務(wù)。WiFi天線對PCB布局布線和結(jié)構(gòu)的要求？1.飛宇信天線廠家的WiFi天線的形式及天線位置和饋點(diǎn)尺寸的建議內(nèi)置天
2019-05-07 10:03
飛宇信電視天線廠家看來對于WIFI天線相信很多人都比較熟悉，日常生活中是比較常見的，但是它的真實(shí)作用，知道的人是比較少的。WIFI天線可分成兩種，內(nèi)嵌天線和外置天線，及其用以連通電腦，投影儀，無線路由等的內(nèi)嵌天線。外界天線功效于無線路由，機(jī)頂盒，移動信號塔，監(jiān)控?cái)z像頭等，不少的人都發(fā)出一種疑問，這個(gè)WIFI天線的用處是什么。WIFI藍(lán)牙天線??wifi天線是發(fā)射和接受無線電波的關(guān)鍵設(shè)施。天線將接受
2019-05-07 09:49
汽車降價(jià)了，購買汽車的用戶也多了，特別是這幾個(gè)國產(chǎn)汽車的凸起，像吉利等10萬以下的汽車，但是所謂的一分錢一分貨，配置還是相對的沒有那么的完好的，如汽車天線，或是車載天線，所以往往用戶在使用一段時(shí)間后就會覺得，汽車天線或車載天線的信號不行了，微弱不夠強(qiáng)，都想自己更換一個(gè)，那你會更換汽車天線或車載天線嗎？??我們的汽車上面必須要配備的設(shè)備之一可以說是少不了車載天線的，如果大家在安裝車載天線的時(shí)候一定要
2019-05-06 10:02
電視天線，一種使用到電視上的收看節(jié)目的天線，一般都叫GPS電視天線或是北斗電視天線，有些朋友可能會和家用的那種天線給混淆了。???GPS電視天線一般作為汽車或船舶電視天線外，還有和中很重要的功能就是GPS定位，為用戶或汽車，船舶增加了一種安全性保障。?飛宇信電視天線廠家認(rèn)為用戶或是汽車還是船舶行業(yè)的批發(fā)商可以考慮進(jìn)行電視天線的批發(fā)，現(xiàn)在汽車行業(yè)的價(jià)格不斷的下降，用戶購買汽車的能力也越來越普及，汽車
深圳市飛宇信電子有限公司
-
電話：86-0755-28912642 傳真：86-0755-89737231
手機(jī)：18948728966（微信同號）
工廠地址：廣東省深圳市龍崗區(qū)橫崗鎮(zhèn)西坑社區(qū)寶桐南路76號
辦公地址：深圳市龍崗區(qū)龍城街道遠(yuǎn)洋新天地水岸花園10棟8A
觀看更多資訊
關(guān)注微信公眾號
友情鏈接：