手机射频技术和手机射频模块解读

　　如何集成这些不同频段和制式的功率放大器是业界一直在研究的重要课题。目前有两种方案：一种是融合架构，将不同频率的射频功率放大器PA集成；另一种架构则是沿信号链路的集成，即将PA与双工器集成。两种方案各有优缺点，适用于不同的手机。融合架构，PA的集成度高，对于3个以上频带巨有明显的尺寸优势，5-7个频带时还巨有明显的成本优势。缺点是虽然PA集成了，但是双工器仍是相当复杂，并且PA集成时有开关损耗，性能会受影响。而对于后一种架构，性能更好，功放与双功器集成可以提升电流特性，大约可以节省几十毫安电流，相当于延长15%的通话时间。所以，业内人士的建议是，大于6个频段时（不算2G，指3G和4G）采用融合架构，而小于四个频段时采用PA与双工器集成的方案PAD。目前TriQuint可提供两种架构的方案，RFMD主要偏向于融合PA的架构，Skyworks偏向于多频PAD方案。

　　手机射频模块RF收发器

　　收发器是手机射频的核心处理单元，主要包括收信单元和发信单元，前者完成对接收信号的放大，滤波和下变频最终输出基带信号。通常采用零中频和数字低中频的方式实现射频到基带的变换；后者完成对基带信号的上变频、滤波、放大。主要采用二次变频的方式实现基带信号到射频信号的变换。当射频/中频(RF/IF)IC接收信号时，收信单元接受自天线的信号(约800Hz～3GHz)经放大、滤波与合成处理后，将射频信号降频为基带，接着是基带信号处理；而RF/IFIC发射信号时，则是将20KHz以下的基带，进行升频处理，转换为射频频带内的信号再发射出去。

　　前些年收发器领域厂家分为两大类，一类是依托基频平台，将收发器作为平台的一部分，如高通、NXP、飞思卡尔和联发科。这是因为收发器与基频的关系非常密切，两者通常需要协同设计。另一类是专业的射频厂家，不依靠基频平台来拓展收发器市场，如英飞凌、意法半导体、和Skyworks。

　　随着收发器向集成化和多模化发展，单模的收发器已经完全集成到基频里。不同频段和制式的射频前端器件也一直在以不同的方式集生产。分立的RF收发器越来越少见。

　　手机射频前端模块(FEM)

　　前端模块集成了开关和射频滤波器，完成天线接收和发射的切换、频段选择、接收和发射射频信号的滤波。在2GHz以下的频段，许多射频前端模块以互补金属氧化物半导体 (CMOS)、双极结型晶体管 (BJT)、硅锗 (SiGe)或Bipolar CMOS等硅集成电路制程设计，逐渐形成主流。由于硅集成电路具有成熟的制程，足以设计庞大复杂的电路，加上可以与中频与基频电路一起设计，因而有极大的发展潜力。其它异质结构晶体管亦在特殊用途的电路崭露头角；然而在5GHz以上的频段，它在低噪声特性、高功率输出、功率增加效率的表现均远较砷化镓场效晶体管逊色，现阶段砷化镓场效晶体管制程仍在电性功能的表现上居优势。射频前端模块电路设计以往均着重功率放大器的设计，追求低电压操作、高功率输出、高功率增加效率，以符合使用低电压电池，藉以缩小体积，同时达到省电的要求。功率增加效率与线性度往往无法兼顾，然而在大量使用数字调变技术下，如何保持良好的线性度，成为必然的研究重点。

　　比如，2013年初出现的高集成智能手机前端模块，除了覆盖传统的GSM850、900、1800和1900 MHz频段以外，还涵盖WCDMA 第1、2、4和5频段，以及LTE第2、4、5和17频段。除三个声表面波滤波器和五个双工器以外，该模块还包含频段选择开关和解码器，同时在天线输出端还带有可防护高达4 kV的ESD保护电路。