技术@射频前端介绍


射频前端 什么是射频前端(RFFE)?与许多其他技术术语一样 , 术语“ RF前端”具有从窄到宽含义的几种不同定义 。 我将介绍我认为定义良好的两个不同版本的定义 。
RF前端的定义如下:
通常将RF前端定义为天线与数字基带系统之间的所有部分 。 对于接收器而言 , “中间”区域包括所有滤波器 , 低噪声放大器(LNA)和下变频混频器 , 这些混频器用于将天线接收的调制信号处理为适合输入到基带数模转换器(ADC)中的信号 。 因此 , RF前端通常被称为接收器的模数或RF到基带部分 。
根据此定义 , 大致将下图中灰色区域中的区域定义为RF前端 。
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射频前端的示意图
根据参考文献 , RF前端的另外一种陈述如下 。
UE中的RFFE由许多关键组件组成:
天线和天线调谐器
频段选择 , 双工器:用于频率控制的滤波器 , 双工器 , 多工器和开关
发射机和RF功率放大器(Tx / PA's)
接收机和低噪声放大器(Rx / LNA)
基带和RF(混频器 , 下变频器等)部分是整个UE的关键组成部分 , 不属于RFFE的一部分
根据此定义 , RF前端可以用灰色突出显示 , 如下图所示:
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图2、RF前端的框图
那么正确的定义是哪一个? 两者都可以是正确的 , 具体取决于上下文 。当我在此页面中引用RFFE(RF前端)时 , 我个人使用第一个定义 。但是 , 大多数详细描述将围绕第二个定义的部分 。
射频前端(RFEE)采用集成芯片的原因是什么?
在最新的无线电技术中 , 至少就蜂窝电话而言 , 移动电话中PCB(印刷板)的区域并不那么宽 , 如下图红色突出显示 。即使在有限的区域内 , 可分配给RF前端的空间也只是PCB的一小部分 。将所有分立的RF组件放置在该区域中非常困难(几乎不可能) 。

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蜂窝电话中的射频前端
您可能会说:“最近我们看到手机尺寸越来越大的趋势 。 而且我们会为RF组件留出更大的空间 。 但是 , 这只是一方面 。 一方面 , 我们看到更大的设备 , 另一方面 , 由于更高的能源消耗要求 , 我们会看到更大的电池尺寸 , 并且手机要求支持更多频段(不同频率)以及更多的模式(GSM , WCDMA , LTE都在单个手机中)的要求也越来越高 。 因此 , 射频前端的空间仍然很小 。
即使假设您有足够的空间以离散方式放置所有这些组件 , 您仍需要花费大量时间和精力来调整和匹配每个离散组件 。(当然 , 这种实现方式将为射频工程师创造最佳的工作市场:)
最好的解决方案之一是将所有这些组件放入一个或几个小封装中 , 然后像IC(集成电路)一样使用它们 。 据我所知 , 目前几乎所有的蜂窝手机设备都使用这种集成的RF IC(模块) , 而不是分立的器件 。
射频前端的几种不同的实现方式一旦所有(或大多数)RF组件进入芯片(或封装) , 将RF集成到设备(例如移动手机)中就好比数字嵌入式系统 , 而不是RF /模拟系统 。 我承认这么说可能过于简单化 , 可以用无线电堆栈硬件来说明现代移动手机的结构 , 如下所示 。如您所见 , 即使大多数分立的RF组件都是模拟器件 , 前端芯片组(或封装)也变得像数字芯片组 。它提供了与微控制器芯片组(在这种情况下为基带芯片)通信的各种控制和数据线 。

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