聚焦RF微波技术 领略“无线”风光

各种各样的无线技术为人们的数字生活带来自由自在的连接。以手机为例，人们可以用双模/多模手机通过GSM、GPRS、EDGE、HSDPA、CDMA2000、WCMDA、TD-SCDMA等蜂窝网络实现全球无缝通讯，还可以用集成Wi-Fi、GPS和移动电视接收功能的手机打VoIP电话、定位导航、收看电视节目。此外，超宽带(UWB)、蓝牙、Zigbee、RFID以及一些专有的2.4GHz无线技术也让人们获得不受连线困扰的高品质工作、娱乐及运动体验。
　　但在这些设备中集成多种RF技术和丰富的功能，进一步提高了射频系统的复杂度，从而对包括天线、RF开关、射频功率放大器(PA)、前端滤波器、射频收发器、射频合成器、调频调谐器、锁相环电路/压控振荡器、低噪声放大器(LNA)在内的RF和微波器件提出了更多要求。在2008年IIC-China展览会上，您将领略最新的RF/微波技术是如何满足这些热点无线应用的最新需求。
　　例如，随着带宽和支持模式数量的增加，手机设计对RF信号链中元器件的要求也越来越高，特别是天线及其开关。由于不同带宽的众多RF通路全部都需要接入同一个天线，所以最有效的方法是将所有信号都路由至单个RF开关。在2008年IIC-China的RF/微波技术展区，参展商Peregrine Semiconductor公司的单芯片UltraCMOS PE42693 SP9T天线开关是开关架构中最新技术之一，这种开关可以配置成处理多个WCDMA、GSM和外围无线电频带，并具有低插入损耗、高线性度和高隔离度特性。
　　在RF/微波技术展区，参展商RadioPulse公司将展示Zigbee系统级芯片(Mango-1)、Zigbee RF模块(Lime)和Zigbee协议软件等产品。Mango-1在一个裸片上集成了多种元件，包括功率放大器、耦合器、功率检测器、片上电感、压控振荡器、LNA、混频器、锁相环和天线开关。它减小了最后的射频板和终端产品的尺寸，有助于降低模块和RF系统的材料清单成本。参展商爱默生.康明微波产品香港有限公司则将展示面向无线通讯、消费电子、生物医学、汽车和军用市场的吸波、屏蔽及特种电介质材料，包括ECCOSORB、ECCOSORB、ECCOSHIELD、ECCOPAD等。
　　下面将从手机应用、Wi-Fi、WiMAX、GPS、移动电视、短距离无线应用等角度出发，挖掘将在2008年IIC-China展览会上露面的无线技术亮点。
　　手机射频子系统面对多模设计挑战
　　从双频到三频以及现在的四频，手机的多模工作方式对PA提出了新的要求，因为不同模式对PA的功率和线性度有不同要求。目前用于EDGE的PA要求高功率、准线性，单个PA模块可以处理所有四频GSM/EDGE信号。比如参展商TriQuint Semiconductor公司的四频GSM/EDGE功率放大器模块(PAM)TQM7M5003能与高通的多模收发芯片组协同工作，并同时支持class 12 GPRS模式和E2开环极性EDGE模式。
　　相比之下，WCDMA PA则要求低功率和高线性度，每个WCDMA信号都需要自己单独的PA。这时可选择参展商飞兆半导体的WCDMA TCM PA模块RMPA2276和WCDMA iLO PA模块RMPA2266。RMPA2276是高度集成的超高效UMTS Band 1 WCDMA/HSDPA功率放大器模块，集成了功率控制 ASIC、功率检测器及内部50?匹配2级功率放大器。
　　为了满足3G和WiMAX宽带无线基站对高性能的要求，参展商凌力尔特公司提供高线性度有源混频器系列，该系列包含了传统型无源混频器的替代产品，其中LT5521是一款上变频混频器，它具有在24.2dBm的高IIP3，并且利用一个集成本机振荡器的缓冲器实现了高转换增益。
　　除了独立的射频IC和模块外，参展商TI、NXP, 英飞凌、瑞萨、飞思卡尔等手机基带芯片厂商也将大部分射频芯片与基带芯片集成在一起，构成单芯片方案以满足尺寸、成本方面的要求。
　　GPS方案的趋势是系统级芯片，移动电视青睐单芯片方案
　　随着消费者对个人导航设备的兴趣与日俱增以及蜂窝服务运营商渴望增加基于位置的服务，GPS技术已经变得越来越重要了。目前开发GPS产品通常有两种选择：一种是直接采用GPS芯片组来进行设计，比如参展商意法半导体(ST)的包含一个高灵敏度的内嵌闪存的单片基带芯片(STA2058)和一个射频前端芯片(STA5620)的Teseo平台;另一种是采用模块化GPS方案。
　　参展商Maxim的单芯片全球导航卫星系统(GNSS)接收机MAX2769可用于GPS(L1 C/A码和P码)、伽利略以及GLONASS导航卫星系统。该接收器集成了完整的接收链路，包括LNA，因此无需外部LNA，可实现1.4dB的总级联噪声系数(NF)。MAX2769适合于宽范围的应用，包括汽车导航、资产跟踪、蜂窝手持设备、便携式导航设备(PND)。
　　移动接收子系统主要由天线、接收芯片(调谐器和解码器)组成。内置天线在便携式电子设备很受欢迎，但设计一个能满足VHF 和UHF频段的增益要求的天线却很困难。参展商Vishay Intertechnology与其他公司共同开发的UHF天线芯片适用于所有采用UHF频带的移动电视技术，包括DVB-T、DVB-H、ISDB-T、MediaFLO以及DMB-TH，它同时支持各种宽频传输频带，包括470MHz至870MHz
　　针对移动电视应用，将调谐器和解调器集成在一个芯片上的方案越来越受欢迎，有的单芯片方案甚至还集成了存储器、解码器及其它辅助电路，构成完整的系统级芯片。TI的Hollywood芯片是采用标准90纳米数字工艺将移动电视调谐器与解调器集成的单芯片解决方案，它支持DVB-H和ISDB-T，包含DTV1000与DTV1001两款芯片。
　　ADI和凌讯科技(Legend Silicon)则合作推出了符合DMB-TH的移动电视接收机解决方案。该平台采用了ADI的低功耗RF调谐器和凌讯公司的解调器LS8913。
　　在卫星广播方面，NEC电子最近完成了用于建立汽车音响及导航系统等卫星数字广播接收系统的化合物晶体管产品“NE3510M04”的开发。该新产品主要用于可接收卫星广播的低噪音放大器(LNA)，使用该产品可对从2GHz到8GHz频带的低噪音进行放大。
　　Wi-Fi/WiMAX的射频子系统需解决功耗和尺寸问题
　　Wi-Fi的一个重要潜在应用就是在移动设备上实时传送高清视频内容，而游戏和手机将会是另外两个最重要的应用领域。但要把Wi-Fi功能集成以上应用中，将面临功耗、尺寸问题，以及与蓝牙、FM等无线设备共存时的EMI问题等关键问题。
　　参展商ST公司的双频Wi-Fi解决方案STLC4420则一个高度集成的无线局域网WLAN芯片，它能在5GHz和2.4GHz两个频带内工作，而且功耗很低。恩智浦半导体(NXP)针对低功耗802.11无线局域网的第三代单封装系统芯片(SiP)BGW211支持全部的802.11g功能，其服务质量(QoS)的扩展支持以及与蓝牙无线共存的特性，使该芯片能满足各种极高要求的便携应用。
　　随着WiMAX标准从固定线路通信协议向增加便携式应用的移动通信协议演进，设备制造商需要减小尺寸、降低功耗的解决方案以满足移动通信终端对成本、尺寸和功耗预算的要求。参展商ADI公司的WiMAX收发器AD9354和AD9355比同类其它收发器功耗更低并且尺寸减少了20%，同时增加了接收器通路以支持多入多出(MIMO)功能。
　　此外，Maxim的直接上变频正交调制器MAX2022、Freescale的射频晶体管系列产品，以及TI的TRF11xx、TRF12xx和TRF24xx等RF上/下变频器都针对WiMAX应用。
　　短距离无线应用的射频方案
　　参展商Nordic、Atmel、Microchip、TI、Micrel、NXP、ADI、凌力尔特、威世科技、朗弗科技、Silicon Laboratories、Semtech International、Intersil等公司都针对蓝牙、UWB、Zigbee、RFID、NFC等短距离无线应用推出了射频方案。
　　参展商Microchip公司的射频收发器MRF24J40是一个针对ZigBee协议及专有无线协议的2.4 GHz IEEE 802.15.4收发器，适用于要求低功耗和卓越射频性能的射频应用。
　　参展商Atmel的超高频(UHF) ASK/FSK接收器/发射器系列ATA8x0x包括一个中频滤波器、低相位噪声压控振荡器、锁相环和环路滤波器。它们完全整合的滤波器可提供大带宽和多种接收选择的最佳结合，使工业应用所需的较远的发射和接收距离成为了可能。RFID器件ATA5558具有1Kb存储器，允许存储大量数据，它的密码保护功能可防止非法读写用户定义的内存页，以提高安全性。
　　相比于电源管理和TVS保护器件而言，无线射频是Semtech International涉足的新兴业务领域。该公司XE1205是一款窄频段高性能多通道UHF段接收器，而SX1223则是一款为ISM波段无线应用而设计的高性能多通道RF发射器，二者的主要应用领域是自动读表系统、楼宇自动化、安防系统，工业监视和控制、远程无钥进入系统等。
　　参展商Vishay Intertechnology的新型2.4GHz ISM收发器IC RFW-NC面向对成本高度敏感的RF应用。该器件具有低功耗特点，且可快速轻松地整合到终端产品中。该RFW-NC是一款短程半双工射频收发器，可支持各种无线应用的工作信道，其中包括玩具、家庭自动化与安全、无线传感器，以及无线键盘和鼠标。
　　参展商Micrel公司的MICRF213是一个工作在315MHz频段3.3V的QwikRadio系列接收器。所有Micrel QwikRadio系列射频接收器的设计旨在满足射频应用快速开发中严格的成本和设计周期要求，典型应用包括遥感勘测、无线感应、环境监测，消费类娱乐遥控、远程驱动和灯光控制、遥控钥匙(RKE)以及轮胎压力监测系统(TPMS)。
　　参展商Intersil公司的ISL550xx系列中的新型射频放大器集成了静电保护(ESD)功能，能高达3kV的静电干扰，并具有的自偏置结构和多种阻抗选择，也可用于ISM(工业、科学和医疗)频段应用和蓝牙/无线局域网等应用中。