RF天线开关简化远程信息处理中的无线电

      远程信息处理是计算机技术与通信技术的结合，它正被应用于包括汽车工业在内的几个快速成长的市场。远程信息处理支持远程诊断、按需导航、紧急救助、超速或被盗车辆追踪，以及智能运输系统。

        随着汽车远程信息处理设备变得更为普遍，设计人员面临着与任何通信发展演进过程中相同的问题：要在增加功能的同时降低成本。尽管远程信息处理可以借助于无线电话和无线局域网(WLAN)经验，但该技术有着针对无线手机和WLAN适配器设计的先进集成电路(IC)无法轻易满足的特殊需求。设计高性能、成本有效的远程信息处理无线电的工程师们，更喜欢那些已针对于远程信息处理应用的特殊要求进行了优化的设备。

        例如，让我们看一下远程信息处理系统中的RF开关的功能。开关IC完成对到无线电发射和接收电路之间天线的连接进行开关的简单任务。然而，找到一种在高功率水平具有低损耗、并且在很宽的频率范围具有低介入损耗的开关并不是一项简单任务。许多开关要求额外的调节电路、呈现出不对称的开关路径，或者在较低供电电压时线性有所下降，增加了复杂性。

        幸而，新一代RF开关，例如ANADIGICS的AWS5532开关IC，更适用于远程信息处理应用。它简化了外部电路设计并改善了性能。表中对新型开关相较于代表型的竞争开关产品的优越性，做了一个简单总结。 
           
        对于远程信息处理应用，必须在各种条件下保持线性性能。例如，达到超过+40dBm 的0.1-dB压缩点的能力，确保在更高的功率水平保持良好的线性。还要保证在低控制电压时的压缩水平。虽然在远程信息处理应用中2.7 V的稳定控制电压很普遍，一些RF开关只保证低至3 V的性能，在低于该点的电压工作时，线性性能下降。例如，AWS5532 IC开关被设计用于在要求的最小控制电压下保持恒定的增益压缩 (图1) 。 
   

        高截止点也是开关是否能很好地适用于远程信息处理的衡量标准，以及以产生最小的额外信号或失真处理高信号水平能力的标志。对于输入信号功率每1-dB的下降，三阶交叉调制增加3dB，假想的两条线交叉点为三阶截止点(IP3)。在高功率水平保持线性输出，有助于以良好的光谱纯度达到合适的高IP3。 
   
        许多远程信息处理天线开关具有不对称路径，一个用于高功率发射信号，另一个用于低功率接收信号。这些路径不可以互换。接收路径的功率水平仅需达到+19dBm，并在更高的频率呈现超过1dB的高介入损耗。AWS5532开关具有对称路径，由于他们均呈现低介入损耗的宽带响应，可被用于接收与发射功能。虽然对称性在单频应用中不十分重要，但在多频应用或要求天线分集的应用中，这就是一个重要的考量。设计人员不经常级连开关以达到3个或者更多等效方案。在这种情况下，对称性简化了集成。 
      
        现有开关常常要求外部元件以调节某一特定频段的性能。但是调节有几个缺点：在对空间很敏感的应用中，额外的电容和线圈(电感)消耗板资源；在采购和制造中，额外的部件(特别是线圈)是一种额外开销；由于每个频段要求不同的元件，公司必须支持几种配置，包括工程时间、部件和支持。

        底线很明显：工程师受益于不需要调节的宽带开关。如图2中所示，具有宽带频响应的开关仅要求在RF端口的标准隔直流电容器，并且不需要调节电容器和电感器。图3和图4显示了开关性能的两个关键参数：介入损耗和埠与埠隔绝。 
         

        高功率开关也适用于蜂窝手机和类似应用。虽然远程信息处理通常与车载系统相关联，这些能力也可以融合于移动设备，在"智能"电话中提供"无论何处"都可享用的远程信息处理服务。

作者：Brian Arnold