原创 RF开发越来越难了

作者：王小庆，EDN China执行主编  发表时间：2006-02-09

以前，如果观察手机的主板，我们也许能够很清楚地看出系统设计中RF（射频）、电源管理、基带和存储这几大部分。但是现在我们发现，手机中的RF部分好像不那么容易认清了，因为随着人们对手机集成度要求的不断提高，很多原先相互独立的部分开始整合到一起。然而在这一转变的过程中，设计人员遇到的最大挑战，恰恰就是如何将RF部分与其他模块有效地融为一体。

　　我曾经和一些开发手机无线模块的厂商探讨过类似的问题。他们认为，无线模块的集成方式总共有三个主要阶段：第一阶段是从基带向无线收发模块进行集成；第二阶段是从天线向无线收发模块进行集成；未来第三阶段是要完成从天线到基带模块的全面集成。经过对这三个发展阶段的推敲，我忽然发现RF部分是这三个阶段中共同的“坎儿”。不管是从天线端开始，还是从基带端开始，RF都是最难逾越的部分，这也印证了最开始提到的设计人员所面临的那个最大挑战。

　　我们不妨将这个“挑战”进行解剖：仔细看来，对于以RF为代表的模拟电路部分和包括基带等模块的数字部分，要想让他们之间实现顺利的集成，就必须要求RF和基带都采用同样的工艺技术实现，所选择的工艺技术参数必须能够同时满足两者的要求。但是，如 
果数字设计和RF设计采用同样的工艺技术，那么必须考虑到这一技术并非是针对“模拟”要求而优化的。对于典型的RF设计构建模块，晶体管、电阻、电容和电感器的性能和噪声状况对于整个系统的性能有很大的影响……我们不禁发出一声感叹：做手机RF的人不轻松！

　　这里可能有人要“嗤之以鼻”了，他们会说：“难道你不知道最近有多少芯片供应商都推出了单芯片的手机解决方案吗？”的确，市面上将涌现出一大批设计成本超低的单芯片手机，但我们也应该同时注意到的是，这些手机的功能也是简而又简的，语音通信和SMS几乎是这些产品的全部本领。我们当然期待着能运行数据业务的手机也可以将RF与其他部分的电路完美地集成到一起，但相信这并非易事。

　　实际上，除了手机设计人员之外，无线基站系统开发者们的日子也不太好过。常见的基站架构是将基带模块和收发模块共置在基站室内，通过电缆与发射塔进行连接。如果运营商希望提高覆盖范围，就要建立更多的无线收发基站。但这样就面临一系列的问题：基站的数量和占地面积增大、设备采购成本提高、功耗明显上升并且电路效率相对下降。

　　面对这一困境，一些厂商开始采用新的解决办法，改变以往的传统基站架构，只在基站室中保留基带模块，将收发模块从中分离出来，置入远程发射塔。这一方案与传统基站网络最大的不同，在于只要在一个地方设立一个基站驻点（BTS Hotel），就可以同时支撑多个远程无线收发头。而这一新的基站网络能否以高效率、低成本实现，更关键的技术是要看基站驻点与多个远程发射塔之间是否可以建立良好稳定的连接与控制。同时，在各个发射塔之间也需要建立类似RF性能的高速点对点连接……我们不禁又发出另一声感叹：做基站RF的人命好苦！

　　说了这些“不轻松”和“命很苦”以后我才发现，无线通信其实只是RF技术应用的一个方面，人们对RF技术的要求实际上还远不止于此。听说现在医疗行业的精英们有一个愿望：如果能将超微的探测仪注射入血管甚至是淋巴系统，在其游动的过程中不断通过无线方式向外部的接收分析仪发射图像和声音等数据，这对研究病人的确切病情将起到极其有效的帮助作用。对于那个探测仪的RF部分，我想其设计难度应该不言而喻了吧。