5G 射频前端包括哪些东西?

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射频前端简介

介绍

射频前端是无线通信设备的一个核心部件,是将无线电磁波信号和二进制数字信号进行互相转化的基础部件。

 

射频前端的组成

射频前端

按照功能可分为发射端(TX)和接收端(RX);

 

按照组成器件可分为功率放大器(PA)、低频噪声放大器(LNA)、滤波器(Filters)、开关(Switches)、双工器(Duplexes)和调谐器(Antenna Tuner)组成。

 

对于各个组成部件的功能,具体如下:

 

a)功率放大器负责发射通道的射频信号放大;

 

b)滤波器负责发射及接受信号的滤波;

 

c)低噪声放大器负责接受通道中的小信号放大;

 

d)射频开关负责接受、发射通道之间的切换;

 

e)双工器负责准双工切换、接受/发送通道的射频信号滤波;

 

f)调谐器负责射频信号的信道选择、频率变化和放大。

 

在5G时代,信号频段数量大幅增加,随之需要的组成部件数量也大幅增加,同时5G通讯设备需要向下兼容4G和3G,因此增量市场相当可观。

 

根据研究,每增加一个频段,需要增加1个PA,1个双工器,1个射频开关,1个LNA和2个滤波器。2G需支持4个频段,3G需支持6个频段,4G为20个,5G为80个。

 

那是不是可以简单理解5G时代的射频前端部件数量需要的是4G时代的4倍以上呢?也不是。这里引入载波聚合技术。

 

前端模组化程度日益复杂

模组化复杂

5G时代射频前端模组化程度将越来越高。随着通信制式升级,频段变多,高一级的通信系统要向下兼容,导致射频器件越来越多越来越复杂;同时要求增加电池容量, 压缩PCB板面积,决定了模组化是必然趋势:1、终端小型化。射频前端模组化降低了 对PCB面积的占用,这对于寸土寸金的手机终端内部尤为重要。2、大批量生产一致性。 如果用分立原件搭建复杂需求的射频电路,很难保证量产一致性,而模块化将电路内 化,可靠性更高。3、缩短研发周期。射频前端模组化提升了终端厂商的研发效率,缩 短了产品开发周期,使得后者能更快地推出新产品。Qorvo和Skyworks都推出了把多个 射频器件封装到一起的SiP封装产品,Qrovo的RFFushion,skyworks的Skyone产品、高通与TDK合资公司推出的RF360产品,国内锐迪科推出了集成功放、滤波器和开关的模块,提供高度集成化的解决能力。

射频前端模块通常存在三种主流架构:PAMiD架构、MMMBPA+ASM架构、MMPA + TxFEM架构,对应了不同形式的模组化。MMMB PA集成2G/3G/4G PA,通过外部滤 波器和双工器与天线开关模块ASM连接,即MMMB PA+ASM架构;MMPA+ TxFEM是 目前国内应用最广泛的射频前端架构,MMPA只集成3G/4G PA,2G PA与ASM集成,称为“TxFEM”。PAMiD集成度最高,集成了MMMB PA+ FEMiD。主流的旗舰机型因为 要支持全球大部分频段,大都采用PAMiD架构。

 

 

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