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CA技术推动RF元件走向高整合MIPI设计

作者:时间:2017-06-03来源:网络收藏

射频前端天线开关(Switch)、低杂讯放大器(LNA)模组整合度跃升。载波聚合(CA)已成新一代LTE系统不可或缺的重要技术,而为达到同时聚合二到四组不同频段的目的,并兼顾成本、效能及元件尺寸考量,度且采行动产业处理器介面(MIPI)的天线开关、低杂讯放大器模组重要性已与日俱增。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201706/347543.htm

英飞凌射频及保护元件/电源管理及多元电子事业处协理麦正奇(右)表示,载波聚合技术的应用趋势将带动射频前端元件设计朝方向迈进。左为英飞凌电源管理及多元电子事业处经理黄正宇。

英飞凌(Infineon)射频及保护元件/电源管理及多元电子事业处协理麦正奇表示,过去3G时代全球采用的频段数量约二十多个,如今迈入LTE时代,电信商采用的频段数量总计上看四十个,且还须兼顾4G对3G系统的向下相容性,让行动通讯系统的设计更趋复杂,因此主天线、分集天线(Diversity Antenna)、天线开关、天线调谐开关及低杂讯放大器等射频元件用量都将大幅增加。

以高阶LTE智慧型手机为例,其支援频段数量约十二到十六个,为符合同时于多频段运作的需求,该装置可能须分别由三组高/中/低频应用的主天线、三组分集天线、一到三组不等的天线开关/天线调谐开关/低杂讯放大器等元件,构成射频前端系统。

即便是中低阶智慧型手机,为了增加行动通讯系统的灵敏度及线性度,采用主天线以外的分集天线设计及增加天线开关、天线调谐开关的用量,亦已成了势不可当的潮流。

麦正奇进一步指出,除了LTE衍生出的多频多模需求导致射频元件用量增加之外,另一个值得关注的重点,就是因应LTE-A及FDD/TDD-LTE融合组网而生的载波聚合技术趋势,亦将为射频前端系统设计带来新的挑战;如当天线须同时接收二到四组不同聚合频段的LTE讯号时,要如何让开关切换到正确的对应频段,并让天线调谐器调整到最准确的匹配电路以优化天线效能,并简化复杂的走线数量,就成了严峻的设计考验。

事实上,度的射频前端方案,已成载波聚合应用趋势下的重要解方。英飞凌电源管理及多元电子事业处经理黄正宇表示,射频前端系统的配置方式 会随着终端应用市场、成本、电池大小、摆放设计等考量而呈现多种风貌,不过,通常高整合度的封装方案将更能符合载波聚合的需求,例如将两个天线开关封装于 同一模组内,比分离式设计方案,可以更小的尺寸同时对应到两组天线,而模组内的两个天线开关则采独立运作,并同时输出两个不同聚合频段的讯号至后端的数据 机模组。

另一方面,高整合的低杂讯放大器模组亦为大势所趋,如英飞凌的低杂讯放大器模组目前即能整合至多四个LTE频段,以符合载波聚合的应用需求;此 外,近日市场上首款LNA多工器模组(LNA Multiplexer Module, LMM)亦已面世,该模组整合一颗低杂讯放大器及天线开关,以更小的封装方案媲美三频低杂讯放大器的效能,更舍弃通用型输入输出(GPIO)介面设计,改 采MIPI介面,因而可大幅减少系统绕线数量。

黄正宇分析,随着载波聚合时代的来临,射频前端系统设计复 杂度随之攀升,亦将加速MIPI介面成为射频前端系统的主流。他透露,过去每个射频元件须透过三条走线以形成GPIO的控制介面,换言之,若射频前端系统 有八个天线开关,则至少须设计八组GPIO介面;而MIPI介面则只须一组走线,即可相容于所有射频元件,不仅能减少I/O介面及接脚(Pin)数量,亦 让PCB绕线更容易,也因此现今许多射频元件商已加速开发MIPI介面方案,以进一步简化载波聚合射频前端系统设计复杂度。



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