跨入4G LTE,手機的SAW收發雙工器如何發展?
發布時間:2012-11-16 責任編輯:Lynnjiao
【導讀】這幾年來移動電話終端取得了驚人的發展。搭載了高性能處理器的智能手機/pingbandiannaodaitilecongqiandeshoutidianhua,jiakuailegaojinengtongxunzhongduandepuji。zhezhongtongxunzhongduankenenghuibeiyongyudiannaodexiangguanyingyong,tigonggezhongrongheletongxungongnengdefuwu,lianxubosong,weixingdaohang,Cloud等等多樣化方麵效果顯著。這些舒適快速的服務是不可或缺的,隨著網絡通信量的增大,確保通信頻率/通訊能力也成為了重要的課題。
作為獲得這些移動終端的功能,下麵列舉應對各種網絡的策略。作為手機的通信規格,除了2G的GSM(全球移動通信)係統,還配備了3G係統的UMTS(通用移動通信係統),實現了高品質、高速度的數據傳輸。此外,還開始引進所謂的LTE(3.9G)的下一代通信標準,預計未來的市場還將擴大。GSM配備了4個頻段,UMTS配備了2-4個頻段在GSM/UMTS對應終端的案例很多,而對應的LTE終端將再追加1-2個頻段。另外為了確保高品質的通信,增加了配備多樣功能的終端,除了這些通信標準外,Wi-Fi,Bluetooth,GPS這些通信功能的混裝已經變得普遍化。如此隨著一個終端涵蓋頻段數及搭載功能的增加,射頻元件數量也趨於增加,因此作為小型化解決方案的射頻前端模塊的需求已日漸增加。射頻前端模塊的構成元器件中利用了彈性表麵波(SAW: Surface Acoustic Wave)的高頻濾波器和雙工器(下麵的DPX)占有了極重要的位置,可以說小型化,多功能化,多頻段化支持了模塊的發展。
射頻前端元器件的模塊化
一般的GSM/UMTS的係統中,天線、開關、SAW濾波器/DPX、PA(功率放大器)、收發器組成了射頻部分(圖1)。由於UMTS係統采用了FDD(頻分雙工)的方式收發數據,因此使得分離信號的收發雙工器(DPX)變得非常重要。DPX是shi一yi種zhong具ju備bei伴ban有you不bu同tong頻pin帶dai使shi得de接jie收shou和he發fa送song信xin號hao可ke以yi同tong時shi進jin行xing又you能neng分fen別bie過guo濾lv頻pin率lv,防fang止zhi信xin號hao從cong發fa送song電dian路lu流liu入ru接jie收shou電dian路lu功gong能neng的de電dian子zi設she備bei。為wei了le抑yi製zhi發fa送song數shu據ju時shi的de電dian力li消xiao耗hao以yi及ji確que保bao接jie收shou數shu據ju時shi的de靈ling敏min度du,低di插cha入ru損sun耗hao是shi非fei常chang必bi要yao的de。此ci外wai為wei了le使shi接jie收shou數shu據ju的de靈ling敏min度du不bu被bei發fa送song端duan的de信xin號hao所suo幹gan擾rao,還hai需xu要yao高gao隔ge離li性xing(高ISO)。一般來說,考慮到DPX中存在損耗和ISO之間的關係,因此低損耗和高ISO兩者並存的特性就是元器件的關鍵所在了。

圖1:GSM/UMTS對應終端的前端結構事例
特別像智能手機這樣的高功能終端,因配備的元器件數很多,對模塊化的要求也很強烈,像SAWDPX和開關,SAWDPX和PA 這樣DPX和各種射頻元器件綜合的模塊被商品化。根據需求的不同綜合的形態也具備多樣化,SAW濾波器和收發器綜合而成的集成電路SAWBANK就是這種模塊中的一種。
SAWBANK是配合收發器的LNA阻抗,對SAW濾波器和集成電路進行最優化設計,這一模塊不僅縮減了元器件數目和安裝空間,在客戶設置方麵的射頻設計資源削減上也卓有成效。
DPXBANK的特征
村田製作所解放了迄今為止接收級間或多樣用SAWBANK,成功的對此次新SAWDPX模塊化後的DPXBANK進行了商品化。作為DPXBANK的一個範例SAPHU係列的電路構成圖如圖二所示,外觀如圖三所示。相對應的BAND、UMTSBAND1/2/5/8,GSM850/900/1800/1900,外形尺寸為8.6mmX3.6mm(typ.)最大高度為1.05mm。
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DPXBANK采用了我司開發的小型、高功能(低損耗、高ISO)SAWDPX,配備了收發器的LNA阻抗綜合的必要集成電路。DPXBANK利用我司所具備的SAW設計技術,集成電路製作技術等推測出模塊整體的最適合設計,保持了發送數據時的低損耗,低功耗,對應多模多頻帶PA。接收數據時由於低損耗的原因使得UMTS/GSM達到共通化。此外,由於確保了高隔離的特性,實現了接收和發送級間用的SAW濾波器數量的減少。因此,射頻前端電路構成的簡單化,元器件數目減少,安裝空間縮小變成了可能。

圖2:使用了DPXBANK的GSM/UMTS對應終端的前端結構事例

圖3:DPXBANK(SAPHU係列)外觀圖
今後的展望
對應小型化、高功能化及多頻段化
伴隨著終端功能的增加,對射頻部分的小型化、高功能化的要求也隨之增強。今後作為主幹元器件的SAW濾波器/DPX的小型化/高功能化將更進一步,為配合這一趨勢我們提出了一個小型模塊。另外DPX還包含了LTE,推進了多頻段的對應策略,模塊還靈活應對了迎合了市場需求的頻帶要求,謀求擴充產品陣容。
下一代射頻/前端的展望
今後,不僅原來的手機/智zhi能neng手shou機ji,具ju備bei通tong信xin功gong能neng的de終zhong端duan將jiang會hui提ti供gong介jie入ru網wang絡luo的de廣guang泛fan應ying用yong。為wei了le應ying用yong的de充chong實shi,終zhong端duan開kai發fa負fu擔dan就jiu會hui增zeng大da,射she頻pin前qian端duan有you望wang簡jian單dan化hua,射she頻pin構gou成cheng元yuan器qi件jian有you望wang綜zong合he化hua。
不僅DPXBANK,也包括和其他的射頻元器件的綜合,今後在探尋各種各樣的可能性的同時還將追求能夠為終端的小型化/高功能化做貢獻的所有解決方案。
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