功率放大器PA(Power Amplifier)
放大射頻信號,利用三極管的電流控制作用或場效應(yīng)管的電壓控制作用將電源的功率轉(zhuǎn)換為按照輸入信號變化的電流。
PA主要用于發(fā)射鏈路,通過把發(fā)射通道的微弱射頻信號放大,使信號成功獲得足夠高的功率,從而實現(xiàn)更高通信質(zhì)量、更強電池續(xù)航能力、更遠通信距離。
PA的性能可以直接決定通信信號的穩(wěn)定性和強弱。
隨著半導(dǎo)體材料的不斷發(fā)展,功率放大器也經(jīng)歷了CMOS、GaAs、GaN三大技術(shù)路線。
第一代半導(dǎo)體材料是CMOS,技術(shù)成熟且產(chǎn)能穩(wěn)定。
第二代半導(dǎo)體材料主要使用GaAs或SiGe,有較高的擊穿電壓,可用于高功率、高頻器件應(yīng)用。
第三代半導(dǎo)體材料GaN在性能上顯著強于GaAs,但成本較高。
目前移動端民用市場主要采用GaAs 作為功放,而GaN在部分基站端應(yīng)用率先實現(xiàn)替代。未來GaN將成為高射頻、大功耗應(yīng)用的主要方案。
低噪聲放大器LNA(Low Noise Amplifier)
LNA是噪聲系數(shù)很小的放大器,功能是把天線接收到的微弱射頻信號放大,并盡量減少噪聲的引入。LNA能夠有效提高接收機的接收靈敏度, 進而提高收發(fā)機的傳輸距離。
低噪聲放大器的設(shè)計是否良好, 關(guān)系到整個通信系統(tǒng)的通信質(zhì)量。
射頻開關(guān)Switch
通過將多路射頻信號中的任一路或幾路控制邏輯連通,實現(xiàn)不同信號路徑的切換,包括接收與發(fā)射的切換、不同頻段間的切換等,以達到共用天線、共用通道,節(jié)省終端產(chǎn)品成本的目的。
射頻開關(guān)主要包括移動通信傳導(dǎo)開關(guān)、WiFi開關(guān)、天線調(diào)諧開關(guān)等。
調(diào)諧器Tuner
位于連接發(fā)射系統(tǒng)與天線的一種阻抗匹配網(wǎng)絡(luò),用以實現(xiàn)信號的接收、濾波、放大、增益控制等功能,使得天線在所有應(yīng)用頻率上輻射功率最大。
5G/Sub-6通信標準下,手機端中4x4下行鏈路MIMO要求每根天線能夠高效地支持更寬的頻率范圍,相應(yīng)對射頻天線tuner的需求數(shù)量也會增加,以提高相應(yīng)頻段的輻射效率。
其他射頻前端器件
Envelop Tracker (ET),即包絡(luò)追蹤器,用于提高承載高峰均功率比信號的功放效率,實現(xiàn)自適應(yīng)功率放大輸出。
與平均功率跟蹤技術(shù)相比,包絡(luò)追蹤技術(shù)能夠讓功放的供電電壓隨輸入信號的包絡(luò)變化,改善射頻功率放大器的能效。
射頻接收機(RF Reveiver)
射頻接收機中,射頻信號經(jīng)天線接收后,通過濾波器、LNA、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC等對信號進行變頻解調(diào),最后形成進入基帶的基帶信號。
射頻接收機主要分超外差接收機、零中頻接收機和近零中頻接收機三種。
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原文標題:射頻前端器件及作用
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