射頻前端器件介紹及其作用

功率放大器PA（Power Amplifier）

放大射頻信號，利用三極管的電流控制作用或場效應管的電壓控制作用將電源的功率轉換為按照輸入信號變化的電流。

PA主要用于發(fā)射鏈路，通過把發(fā)射通道的微弱射頻信號放大，使信號成功獲得足夠高的功率，從而實現(xiàn)更高通信質(zhì)量、更強電池續(xù)航能力、更遠通信距離。

PA的性能可以直接決定通信信號的穩(wěn)定性和強弱。

隨著半導體材料的不斷發(fā)展，功率放大器也經(jīng)歷了CMOS、GaAs、GaN三大技術路線。

第一代半導體材料是CMOS，技術成熟且產(chǎn)能穩(wěn)定。

第二代半導體材料主要使用GaAs或SiGe，有較高的擊穿電壓，可用于高功率、高頻器件應用。

第三代半導體材料GaN在性能上顯著強于GaAs，但成本較高。

目前移動端民用市場主要采用GaAs 作為功放，而GaN在部分基站端應用率先實現(xiàn)替代。未來GaN將成為高射頻、大功耗應用的主要方案。

低噪聲放大器LNA（Low Noise Amplifier)

LNA是噪聲系數(shù)很小的放大器，功能是把天線接收到的微弱射頻信號放大，并盡量減少噪聲的引入。LNA能夠有效提高接收機的接收靈敏度， 進而提高收發(fā)機的傳輸距離。

低噪聲放大器的設計是否良好， 關系到整個通信系統(tǒng)的通信質(zhì)量。

射頻開關Switch

通過將多路射頻信號中的任一路或幾路控制邏輯連通，實現(xiàn)不同信號路徑的切換，包括接收與發(fā)射的切換、不同頻段間的切換等，以達到共用天線、共用通道，節(jié)省終端產(chǎn)品成本的目的。

射頻開關主要包括移動通信傳導開關、WiFi開關、天線調(diào)諧開關等。

調(diào)諧器Tuner

位于連接發(fā)射系統(tǒng)與天線的一種阻抗匹配網(wǎng)絡，用以實現(xiàn)信號的接收、濾波、放大、增益控制等功能，使得天線在所有應用頻率上輻射功率最大。

5G/Sub-6通信標準下，手機端中4x4下行鏈路MIMO要求每根天線能夠高效地支持更寬的頻率范圍，相應對射頻天線tuner的需求數(shù)量也會增加，以提高相應頻段的輻射效率。

其他射頻前端器件

Envelop Tracker (ET)，即包絡追蹤器，用于提高承載高峰均功率比信號的功放效率，實現(xiàn)自適應功率放大輸出。

與平均功率跟蹤技術相比，包絡追蹤技術能夠讓功放的供電電壓隨輸入信號的包絡變化，改善射頻功率放大器的能效。

射頻接收機（RF Reveiver）

射頻接收機中，射頻信號經(jīng)天線接收后，通過濾波器、LNA、模數(shù)轉換器ADC等對信號進行變頻解調(diào)，最后形成進入基帶的基帶信號。

射頻接收機主要分超外差接收機、零中頻接收機和近零中頻接收機三種。

射頻前端材料及工藝發(fā)展