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如何應(yīng)對(duì)多頻手機(jī)中的天線(xiàn)問(wèn)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(hào)通道越來(lái)越擁擠。蜂窩電話(huà)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(lái)自外圍無(wú)線(xiàn)設(shè)備的各種信號(hào)，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(lái)越高。在移動(dòng)電話(huà)中，天線(xiàn)開(kāi)關(guān)控制著天線(xiàn)接入所有這些無(wú)線(xiàn)信號(hào)，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(hào)工作在不同的帶寬，而且它們都需要接入天線(xiàn)。為了取得最優(yōu)的性能和外形尺寸，它們最好能通過(guò)單個(gè)射頻開(kāi)關(guān)接入天線(xiàn)。對(duì)開(kāi)關(guān)制造商來(lái)說(shuō)，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(lái)越多的信號(hào)。這種先進(jìn)的開(kāi)關(guān)需要能夠處理由寬帶CDMA（WCDMA）和低功率I/O無(wú)線(xiàn)設(shè)備帶來(lái)的額外移動(dòng)通信頻段的接入。
可以預(yù)期的是，手機(jī)復(fù)雜性會(huì)越來(lái)越高，要求能夠處理更多頻段的信號(hào)。市場(chǎng)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(huì)很快被越來(lái)越流行的、也需要接入天線(xiàn)的外圍無(wú)線(xiàn)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(dòng)手機(jī)市場(chǎng)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(mǎn)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(dòng)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(mǎn)足或超過(guò)所有標(biāo)準(zhǔn)提到的性能等級(jí)。一般情況下，多模多頻的移動(dòng)手機(jī)使用單個(gè)功放模塊來(lái)處理四頻GSM/EDGE信號(hào)。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(xiàn)手機(jī)至少需要一個(gè)單刀六擲（SP6T）開(kāi)關(guān)來(lái)管理所有的信號(hào)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(kāi)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(zhǎng)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(jí)。一些早期的多頻WCDMA/GSM手機(jī)使用獨(dú)立的WCDMA和GSM信號(hào)鏈，并采用獨(dú)立的天線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)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(chǎng)需要具有更高性?xún)r(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(hào)。
圖1：IP3與器件的三階交調(diào)失真（IMD3）性能有關(guān)。
針對(duì)這個(gè)需求，業(yè)界開(kāi)發(fā)出了SP7T開(kāi)關(guān)來(lái)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(kāi)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(xiàn)性度性能值可以滿(mǎn)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(kāi)關(guān)是開(kāi)關(guān)架構(gòu)方面的最新成果之一。經(jīng)過(guò)配置它可以處理多個(gè)頻段的WCDMA、GSM和外圍無(wú)線(xiàn)設(shè)備。例如圖2所示的開(kāi)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(kāi)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(guò)受簡(jiǎn)單解碼器控制的單個(gè)開(kāi)關(guān)傳送5個(gè)高功率信號(hào)。
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(duì)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(duì)功放的技術(shù)要求沒(méi)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(hào)傳送給天線(xiàn)-單片開(kāi)關(guān)。
手機(jī)中增加的頻段越多，對(duì)開(kāi)關(guān)的技術(shù)要求就越高，而且WCDMA的線(xiàn)性度和諧波要求對(duì)器件性能也帶來(lái)了很大的壓力。通過(guò)利用UltraCMOS制造工藝的線(xiàn)性?xún)?yōu)勢(shì)，圖2中的單片PE42693 SP6T可以保持其前代SP7T開(kāi)關(guān)+68dBm的IP3，而且IMD3性能超過(guò)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(dòng)器，這將極大地影響所需I/O的數(shù)量。對(duì)要求高度線(xiàn)性和隔離的5個(gè)高功率端口來(lái)說(shuō)挑戰(zhàn)尤其艱巨，因?yàn)镮/O數(shù)量越多，線(xiàn)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(xiàn)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(lái)越流行，對(duì)高集成度、小型天線(xiàn)開(kāi)關(guān)的需求也越來(lái)越迫切。UltraCMOS SP7T開(kāi)關(guān)現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)關(guān)倒裝在結(jié)實(shí)的低溫共燒陶瓷（LTCC）基底上，無(wú)需占用以前線(xiàn)綁定所需的面積。目前晶圓級(jí)芯片尺寸封裝正在開(kāi)發(fā)中，它所生產(chǎn)的UltraCMOS開(kāi)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(kāi)關(guān)后，設(shè)計(jì)師可以省去其它開(kāi)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(jiǎn)化實(shí)現(xiàn)和使用。UltraCMOS工藝的極高良品率和增加開(kāi)關(guān)方向的靈活性可以使未來(lái)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(lái)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(guò)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(xiàn)和射頻連接器。
雖然本文主要討論的是天線(xiàn)開(kāi)關(guān)，但關(guān)鍵是要認(rèn)識(shí)到對(duì)系統(tǒng)天線(xiàn)的顯著影響。天線(xiàn)必須能夠高效輻射從800到2200MHz的信號(hào)，在微型天線(xiàn)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(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，考慮到天線(xiàn)匹配問(wèn)題，可能使用開(kāi)關(guān)和集總調(diào)諧元件。總之，射頻開(kāi)關(guān)必須能夠切換最多9條大功率射頻信號(hào)通道，并且要具有低插損、高隔離和線(xiàn)性度。
深圳市飛宇信電子有限公司成立于2007年，是一家專(zhuān)業(yè)從事無(wú)線(xiàn)通信產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售一體的高新技術(shù)型企業(yè)。專(zhuān)注于天線(xiàn)類(lèi)、模塊類(lèi)、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(hào)）。
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2019-04-22 09:38
電視天線(xiàn)，大家一定不會(huì)陌生，很小的時(shí)候從黑白電視開(kāi)始，就能看到兩個(gè)叉子一樣的東西擱置在電視機(jī)上面，如果稍不小心動(dòng)了一下那個(gè)叉子，電視立刻就沒(méi)有臺(tái)了。現(xiàn)在雖然電視都發(fā)展成數(shù)字電視了，我們也看不到那兩個(gè)叉子了，但是電視天線(xiàn)，是一直都有的，只是做成了內(nèi)置天線(xiàn)了，讓用戶(hù)的體驗(yàn)更加的好，更加的美觀。??電視天線(xiàn)也有多種類(lèi)型，按信號(hào)傳輸方式分類(lèi)，可以分為：1.地面數(shù)字電視一體機(jī)(連接天線(xiàn))、2.有線(xiàn)數(shù)字電視一
2019-04-22 09:19
最近黃心穎和許志安的事搞得上了熱搜了，很多的吃瓜群眾也參與了其中，但是因?yàn)樾盘?hào)和問(wèn)題出現(xiàn)觀看新聞斷斷續(xù)續(xù)的，這個(gè)時(shí)候飛宇信天線(xiàn)廠家建議你使用飛宇信天線(xiàn)廠家開(kāi)發(fā)的平板天線(xiàn)改善信號(hào)的接收問(wèn)題，但是平板天線(xiàn)并不是所有的人都會(huì)使用的，還是讓飛宇信天線(xiàn)廠家來(lái)教你使用吧！平板天線(xiàn)的用法：1、首先要把平板天線(xiàn)指向正南,如果你的正南方向有衛(wèi)星電視信號(hào)的話(huà),就可以先接收正南方向那顆衛(wèi)星的信號(hào)。2、其次要明確接收的衛(wèi)
2019-04-19 09:43
平板天線(xiàn)是一種僅在一個(gè)特定的方向傳播的天線(xiàn)。平板天線(xiàn)一般用在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的情形下。衛(wèi)星直播電視的出現(xiàn)，使衛(wèi)星下行信號(hào)的頻率提高到12GHz，波長(zhǎng)變短達(dá)到2．5cm，這為平板天線(xiàn)的出現(xiàn)提供了可能。因?yàn)槠桨逄炀€(xiàn)不可能做的很大，只有波長(zhǎng)較短時(shí)，平板天線(xiàn)才可能做的較小些。實(shí)際上平板天線(xiàn)是從雷達(dá)和無(wú)線(xiàn)電通信中常用的陣列式天線(xiàn)移植到Ku波段衛(wèi)星電視接收天線(xiàn)上來(lái)的。?在市場(chǎng)上不同的平板天線(xiàn)廠家生產(chǎn)的平板天線(xiàn)都有各自不
2019-04-19 09:18
一直看到無(wú)論是大鍋衛(wèi)星天線(xiàn)還是WIFI天線(xiàn)線(xiàn)或是汽車(chē)天線(xiàn)還是車(chē)載天線(xiàn)，只要是天線(xiàn)產(chǎn)品都涉及到天線(xiàn)的極化方式，那對(duì)于天線(xiàn)的極化方式你了解多少呢？飛宇信天線(xiàn)廠家作為有多年的天線(xiàn)研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)，生產(chǎn)研發(fā)的天線(xiàn)種類(lèi)有：車(chē)載天線(xiàn)，汽車(chē)天線(xiàn)，手機(jī)天線(xiàn)，平板天線(xiàn)，內(nèi)置天線(xiàn)，電視天線(xiàn)，GPS天線(xiàn)，4G天線(xiàn)等天線(xiàn)產(chǎn)品，今天一起來(lái)聊聊天線(xiàn)的極化方式。?什么是天線(xiàn)極化方式？天線(xiàn)的極化，就是指天線(xiàn)輻射時(shí)形成的電場(chǎng)強(qiáng)度
2019-04-18 11:31
車(chē)載GPS天線(xiàn)的安裝有很多4s店給出的方法都是不同的，具體我在這兒總結(jié)為一下幾點(diǎn)：一、不影響美觀；二、方便使用；三信號(hào)強(qiáng)度不受影響；四、不易被損壞。基本上滿(mǎn)足了這幾點(diǎn)，那就找對(duì)了安裝的位置，但是總會(huì)有這樣、那樣的問(wèn)題沒(méi)法避免，我們來(lái)分析下安裝在各個(gè)位置的利弊：??1.車(chē)載GPS天線(xiàn)安裝在儀表盤(pán)上邊的塑料臺(tái)版下邊最好，安裝時(shí)費(fèi)點(diǎn)事，但從外觀上就看不到gps天線(xiàn)接收模塊了，最好用強(qiáng)力雙面膠粘在塑料面板
汽車(chē)天線(xiàn)，或叫車(chē)載天線(xiàn)，確保用戶(hù)在駕車(chē)過(guò)程中的高德等導(dǎo)航的信號(hào)問(wèn)題以及汽車(chē)收音機(jī)的信號(hào)問(wèn)題，但是總是不是會(huì)有這樣那樣的問(wèn)題，作為一個(gè)不是很專(zhuān)業(yè)汽車(chē)天線(xiàn)或車(chē)載天線(xiàn)的使用者來(lái)說(shuō)，不知道怎么解決了，讓專(zhuān)業(yè)的飛宇信天線(xiàn)廠家來(lái)給你介紹吧！???汽車(chē)天線(xiàn)，車(chē)載天線(xiàn)硬件失靈因素：（1）導(dǎo)航本身的硬件不過(guò)關(guān)，?汽車(chē)天線(xiàn)，車(chē)載天線(xiàn)的接收模塊，也會(huì)出現(xiàn)是有信號(hào)時(shí)沒(méi)有的；（2）?汽車(chē)天線(xiàn)，車(chē)載天線(xiàn)的接收能力強(qiáng)弱，或者汽
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