手机射频技术和手机射频模块基础解读

　　手机在向双模/多模发展的同时集成了越来越多的RF技术。手机射频模块有哪些基本构成?它们又将如何集成?RF收发器，功率放大器，天线开关模块，前端模块，双工器，SAW滤波器……跟着本文，来一一认识手机射频技术和射频模块的关键元件们吧!

　　进入移动互联网时代，手机集成了越来越多的RF技术，比如支持LTE、TD-SCDMA、WCMDA、CDMA2000、HSDPA、EDGE、GPRS、GSM中多个标准的双模/多模手机，可实现VoIP、导航、自动支付、电视接收的Wi-Fi、GPS、RFID、NFC手机。采用多种RF技术使手机的设计变得越来越复杂。

　　手机射频技术和手机射频模块基本构成

　　3G手机射频部分由射频接收和射频发送两部分组成，其主要电路包括天线、无线开关、接收滤波、频率合成器、高频放大、接收本振、混频、中频、发射本振、功放控制、功放等。

　　总体来说，基本的手机射频部分中的关键元件主要包括RF收发器(Transceiver)，功率放大器(PA)，天线开关模块(ASM)，前端模块(FEM)，双工器，RF SAW滤波器及合成器等，如图所示。下面将着重从三个基本部分开始介绍：

图 手机射频模块基本构成图

　　手机射频模块功率放大器(PA)

　　功率放大器(PA)用于将收发器输出的射频信号放大。功率放大器领域是一个有门槛的独立的领域，也是手机里无法集成化的元件，同时这也是手机中最重要的元件，手机性能、占位面积、通话质量、手机强度、电池续航能力都由功率放大器决定。

　　功率放大器领域主要厂家是RFMD、Skyworks、TriQuint、Renesas、NXP、Avago、ANADIGICS。现在，原本是PA企业合作伙伴的高通，也直接加入到PA市场中，将在2013年下半年推出以CMOS制程生产的PA，支持LTE-FDD、LTE-TDD、WCDMA、EV-DO、CDMA 1x、TD-SCDMA与GSM/EDGE七种模式，频谱将涵盖全球使用中的逾40个频段，以多频多模优势宣布进军PA产业。

　　PA市场经历了LDMS PA“擂主”时代之后，砷化镓(GaAs)PA成为3G时代PA市场的“擂主”。当年带领砷化镓攻打PA市场的TriQuint正在积极布局砷化镓的蓝图，针对3G/4G智能手机扩展连接推出高效率多频多模功率放大器MMPA。

　　而高通以CMOS PA攻擂PA市场，未来PA可能会成为手机平台的一部分，并会出现手机芯片平台企业收购、兼并PA企业的现象。

　　如何集成这些不同频段和制式的功率放大器是业界一直在研究的重要课题。目前有两种方案：一种是融合架构，将不同频率的射频功率放大器PA集成;另一种架构则是沿信号链路的集成，即将PA与双工器集成。两种方案各有优缺点，适用于不同的手机。融合架构，PA的集成度高，对于3个以上频带巨有明显的尺寸优势，5-7个频带时还巨有明显的成本优势。缺点是虽然PA集成了，但是双工器仍是相当复杂，并且PA集成时有开关损耗，性能会受影响。而对于后一种架构，性能更好，功放与双功器集成可以提升电流特性，大约可以节省几十毫安电流，相当于延长15%的通话时间。所以，业内人士的建议是，大于6个频段时(不算2G，指3G和4G)采用融合架构，而小于四个频段时采用PA与双工器集成的方案PAD。目前TriQuint可提供两种架构的方案，RFMD主要偏向于融合PA的架构，Skyworks偏向于多频PAD方案。