1.无线通信模块及射频前端

芯片平台、射频前端和天线构成了终端的无线通信模块。芯片平台包括基带芯片、射频芯片和电源管理芯片,基带芯片负责物理层算法、高层协议的处理和多模互操作的实现,射频芯片负责射频信号和基带信号之间的相互转换。

射频前端(RFFE:Radio Frequency Front End)指位于射频收发器及天线之间的中间模块,其功能为无线电磁波信号的发送和接收,是移动终端设备实现蜂窝网络连接、Wi-Fi、蓝牙、GPS等无线通信功能所必需的核心模块。若没有射频前端芯片,手机等移动终端设备将无法拨打电话和连接网络,失去无线通信功能。因此,射频前端在无线通信中不可或缺。

可以说射频前端是无线通信设备的核心部件,连接了天线和收发机电路,实现通信信号在不同频率下的接收和发射,天线上的无线电磁波信号和收发机电路处理的数字信号通过射频前端进行传递。

2.射频前端分类

(1)按照功能,射频前端可分为发射链路(TX)和接收链路(RX)

在发射链路中,数字信号通过基带芯片转换成易于传输的连续模拟信号,随后收发器(Transceiver)将模拟信号调制为不易受干扰的射频信号,射频前端进行射频信号的功率放大、滤波、开关切换等信号处理,最后通过天线将信号对外发射。

接收链路则由天线接收空间中传输的射频信号,通过射频前端对用户需要的频率和信道进行选择,对接收到的射频信号进行滤波和放大,最后输入收发器和调制解调器得到数字信号。

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(2)按照组成器件,射频前端可分为射频开关(Switch)、射频低噪声放大器(LNA)、射频功率放大器(PA)、射频滤波器(Filter)等

射频开关(Switch):将多路射频信号中的任一路或几路通过控制逻辑连通,以实现不同信号路径的切换,包括接收与发射的切换、不同频段间的切换等,以达到共用天线、节省终端产品成本的目的。射频开关的主要产品种类有移动通信传导开关、WiFi开关、天线调谐开关等,广泛应用于智能手机等移动智能终端。

射频低噪声放大器(LNA):把天线接收到的微弱射频信号放大,且尽量减少噪声的引入,以在移动智能终端上实现信号更好、通话质量和数据传输率更高的效果。根据适用频率的不同,分为全球卫星定位系统射频低噪声放大器、移动通信信号射频低噪声放大器、电视信号射频低噪声放大器、调频信号射频低噪声放大器等。

射频功率放大器(PA):把发射通道的射频信号放大,使信号馈送到天线发射出去,从而实现无线通信功能。由于信号在传播过程中通常会快速衰减,若没有PA对信号功率进行放大,输出的信号将无法准确、完整地被基站或其他设备接收,无法实现移动终端最基础的通讯功能。因此,PA的性能将决定通讯信号的稳定性和强弱,直接影响移动终端的通信质量,是不同设备及其与基站之间实现通讯的“号手”。

射频滤波器(Filter):保留特定频段内的信号,将特定频段外的信号滤除,从而提高信号的抗干扰性及信噪比。常见的有LC型滤波器(电感电容型滤波器)、SAW(声表面波滤波器)、BAW(声体滤波器)。双工器,又称天线共用器,内部集成2个滤波器,将发射和接收讯号相隔离,保证接收和发射都能同时正常工作。

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3.射频模组

射频模组是将射频芯片中的两种或者两种以上功能的分立器件集成为一个模组,从而提高集成度与性能并使体积小型化。射频模组根据集成方式的不同可分为不同类型不同功能的模组产品。

(1)分集模组

分模组,也就是接收模组,仅具有接收功能。包括DiFEM(集成射频开关和滤波器)、L-DiFEM(集成射频低噪声放大器、射频开关和滤波器,适用于Sub-3GHz频段)、L-FEM(集成射频低噪声放大器、射频开关和滤波器,适用于Sub-6GHz的5GNR频段)、LNABANK(集成多个射频低噪声放大器和射频开关)。

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(2)主集模组

主集模组也就是收发模组,同时具有接收和发射功能。包括L-PAMiF(集成低噪声放大器、射频功率放大器、射频开关和滤波器)、FEMiD(集成射频开关、双工器/四工器)、PAMiD(集成多模多频段PA和FEMiD)、L-PAMiD(集成低噪声放大器、多模多频段PA和FEMiD)等。

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来源:投研锋向