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射頻前端簡(jiǎn)介：可分立可集成的無線通信核心設(shè)備
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院    2024-10-25

輸網(wǎng)和核心網(wǎng)構(gòu)成，無線接入網(wǎng)負(fù)責(zé)終端與基站的無線電磁波的信號(hào)通信，傳輸網(wǎng)和核心網(wǎng)則通過有線介質(zhì)做信息的傳輸和處理，以完成通信。其中射頻前端是通信的核心組件，連接了天線和收發(fā)機(jī)電路，實(shí)現(xiàn)通信信號(hào)在不同頻率下的接收和發(fā)射，天線上的無線電磁波信號(hào)和收發(fā)機(jī)電路處理的數(shù)字信號(hào)通過射頻前端進(jìn)行傳遞。

按照功能，射頻前端可分為發(fā)射鏈路（TX）和接收鏈路（RX）。在發(fā)射鏈路中，數(shù)字信號(hào)通過調(diào)制解調(diào)器（Modem）轉(zhuǎn)換成易于傳輸?shù)倪B續(xù)模擬信號(hào)，隨后收發(fā)器（Transceiver）將模擬信號(hào)調(diào)制為不易受干擾的射頻信號(hào)，進(jìn)入射頻前端進(jìn)行射頻信號(hào)的功率放大、濾波、開關(guān)切換等信號(hào)處理，最后通過天線將信號(hào)對(duì)外發(fā)射。

接收鏈路則由天線接收到空間中傳輸?shù)纳漕l信號(hào)，通過射頻前端對(duì)用戶需要的頻率和信道進(jìn)行選擇，對(duì)接收到的射頻信號(hào)進(jìn)行濾波和放大，最后輸入收發(fā)器和調(diào)制解調(diào)器得到數(shù)字信號(hào)。

按照組成器件，射頻前端可分為功率放大器（PA）、低噪聲放大器（LNA）、濾波器（Filter）、射頻開關(guān)（Switch）。各核心器件的主要功能如下：

（1）PA 是射頻前端發(fā)射鏈路的核心器件，其功能是將射頻收發(fā)器電路所產(chǎn)生的小功率射頻信號(hào)放大，獲得滿足發(fā)射功率要求的射頻信號(hào)輸出，饋送到天線向空間輻射。

（2）LNA 是用于提供邊際信號(hào)的信號(hào)增益的信號(hào)調(diào)節(jié)設(shè)備，同時(shí)對(duì)信號(hào)的本底噪聲或失真降到最低。

（3）濾波器是由電容、電感和電阻組成的濾波電路，對(duì)電源線中特定頻率的頻點(diǎn)或該頻點(diǎn)以外的頻率進(jìn)行有效濾除，得到一個(gè)特定頻率的電源信號(hào)，或消除一個(gè)特定頻率后的電源信號(hào)。

（4）射頻開關(guān)用于判斷 TX 和 RX 何時(shí)接通到天線，或者判斷不同的頻段或系統(tǒng)何時(shí)接通，主要用于判斷和選擇。

射頻前端核心器件的主要功能

功率放大器（PA）：位于發(fā)射通路上，將經(jīng)過調(diào)制的功率較小的射頻信號(hào)功率進(jìn)行放大，使信號(hào)獲得足夠高的功率，實(shí)現(xiàn)更高通信質(zhì)量、更遠(yuǎn)通信距離。

濾波器（Filter）/雙工器：濾波器位于接收或發(fā)射通路，對(duì)特定頻率以外的頻率進(jìn)行濾除，提高信號(hào)抗干擾性與信噪比雙工器。由接收端濾波器和發(fā)射端濾波器組成，實(shí)現(xiàn)射頻收發(fā)通道的隔離。

低噪聲放大器（LNA）：位于接收通路上，將從天線接收到的信號(hào)放大，以便于后級(jí)的電子設(shè)備處理。

開關(guān)（switch）：位于接收或發(fā)射通路，主要用于對(duì)不同頻率或不同通信制式下的信號(hào)進(jìn)行切換。

隨著移動(dòng)通信的發(fā)展和移動(dòng)設(shè)備的更新，射頻前端出現(xiàn)了將功能集合的集成模組形式。由于移動(dòng)終端設(shè)備的功能復(fù)雜化、體積輕量化的需求，射頻前端與其它器件相同，形成了為節(jié)省主板面積而集成化的發(fā)展路徑。

通常而言，2 個(gè)及 2 個(gè)以上射頻器件組成集成度不同的射頻前端模組，射頻器件集成的種類越多，模組的集成度越高，集成度由低到高可分為單模單頻 PA、多模多頻 PA、FEMiD、PAMiD、PAMiF 等。

以飛驤科技在招股說明書中披露的射頻模組集成表現(xiàn)看，集成模組根據(jù)功能分，包括只具備接收功能的分集模組，也包括涵蓋收發(fā)功能的主集模組。舉例看，集成度高的收發(fā)模組 L-PAMiD 集成了 PA、射頻開關(guān)、雙/多工器、LNA、控制器。

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