進(jìn)入移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，手機集成了越來(lái)越多的RF技術(shù)，比如支持LTE、TD-SCDMA、WCMDA、CDMA2000、HSDPA、EDGE、GPRS、GSM中多個(gè)標準的雙模/多模手機，可實(shí)現VoIP、導航、自動(dòng)支付、電視接收的Wi-Fi、GPS、RFID、NFC手機。采用多種RF技術(shù)使手機的設計變得越來(lái)越復雜。

手機射頻技術(shù)和手機射頻模塊基本構成

3G手機射頻部分由射頻接收和射頻發(fā)送兩部分組成，其主要電路包括天線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)開(kāi)關(guān)、接收濾波、頻率合成器、高頻放大、接收本振、混頻、中頻、發(fā)射本振、功放控制、功放等。

總體來(lái)說(shuō)，基本的手機射頻部分中的關(guān)鍵元件主要包括RF收發(fā)器(Transceiver)，功率放大器(PA)，天線(xiàn)開(kāi)關(guān)模塊(ASM)，前端模塊(FEM)，雙工器，RF SAW濾波器及合成器等，如圖所示。下面將著(zhù)重從三個(gè)基本部分開(kāi)始介紹：

                
                                                        圖 手機射頻模塊基本構成圖

手機射頻模塊功率放大器(PA)

功率放大器(PA)用于將收發(fā)器輸出的射頻信號放大。功率放大器領(lǐng)域是一個(gè)有門(mén)檻的獨立的領(lǐng)域，也是手機里無(wú)法集成化的元件，同時(shí)這也是手機中最重要的元件，手機性能、占位面積、通話(huà)質(zhì)量、手機強度、電池續航能力都由功率放大器決定。

功率放大器領(lǐng)域主要廠(chǎng)家是RFMD、Skyworks、TriQuint、Renesas、NXP、Avago、ANADIGICS?，F在，原本是PA企業(yè)合作伙伴的高通，也直接加入到PA市場(chǎng)中，將在2013年下半年推出以CMOS制程生產(chǎn)的PA，支持LTE-FDD、LTE-TDD、WCDMA、EV-DO、CDMA 1x、TD-SCDMA與GSM/EDGE七種模式，頻譜將涵蓋全球使用中的逾40個(gè)頻段，以多頻多模優(yōu)勢宣布進(jìn)軍PA產(chǎn)業(yè)。

PA市場(chǎng)經(jīng)歷了LDMS PA“擂主”時(shí)代之后，砷化鎵(GaAs)PA成為3G時(shí)代PA市場(chǎng)的“擂主”。當年帶領(lǐng)砷化鎵攻打PA市場(chǎng)的TriQuint正在積極布局砷化鎵的藍圖，針對3G/4G智能手機擴展連接推出高效率多頻多模功率放大器MMPA。

而高通以CMOS PA攻擂PA市場(chǎng)，未來(lái)PA可能會(huì )成為手機平臺的一部分，并會(huì )出現手機芯片平臺企業(yè)收購、兼并PA企業(yè)的現象。

如何集成這些不同頻段和制式的功率放大器是業(yè)界一直在研究的重要課題。目前有兩種方案：一種是融合架構，將不同頻率的射頻功率放大器PA集成；另一種架構則是沿信號鏈路的集成，即將PA與雙工器集成。兩種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，適用于不同的手機。融合架構，PA的集成度高，對于3個(gè)以上頻帶巨有明顯的尺寸優(yōu)勢，5-7個(gè)頻帶時(shí)還巨有明顯的成本優(yōu)勢。缺點(diǎn)是雖然PA集成了，但是雙工器仍是相當復雜，并且PA集成時(shí)有開(kāi)關(guān)損耗，性能會(huì )受影響。而對于后一種架構，性能更好，功放與雙功器集成可以提升電流特性，大約可以節省幾十毫安電流，相當于延長(cháng)15%的通話(huà)時(shí)間。所以，業(yè)內人士的建議是，大于6個(gè)頻段時(shí)（不算2G，指3G和4G）采用融合架構，而小于四個(gè)頻段時(shí)采用PA與雙工器集成的方案PAD。目前TriQuint可提供兩種架構的方案，RFMD主要偏向于融合PA的架構，Skyworks偏向于多頻PAD方案。

手機射頻模塊RF收發(fā)器　　

收發(fā)器是手機射頻的核心處理單元，主要包括收信單元和發(fā)信單元，前者完成對接收信號的放大，濾波和下變頻最終輸出基帶信號。通常采用零中頻和數字低中頻的方式實(shí)現射頻到基帶的變換;后者完成對基帶信號的上變頻、濾波、放大。主要采用二次變頻的方式實(shí)現基帶信號到射頻信號的變換。當射頻/中頻(RF/IF)IC接收信號時(shí)，收信單元接受自天線(xiàn)的信號(約800Hz～3GHz)經(jīng)放大、濾波與合成處理后，將射頻信號降頻為基帶，接著(zhù)是基帶信號處理;而RF/IFIC發(fā)射信號時(shí)，則是將20KHz以下的基帶，進(jìn)行升頻處理，轉換為射頻頻帶內的信號再發(fā)射出去。

前些年收發(fā)器領(lǐng)域廠(chǎng)家分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是依托基頻平臺，將收發(fā)器作為平臺的一部分，如高通、NXP、飛思卡爾和聯(lián)發(fā)科。這是因為收發(fā)器與基頻的關(guān)系非常密切，兩者通常需要協(xié)同設計。另一類(lèi)是專(zhuān)業(yè)的射頻廠(chǎng)家，不依靠基頻平臺來(lái)拓展收發(fā)器市場(chǎng)，如英飛凌、意法半導體、和Skyworks。

隨著(zhù)收發(fā)器向集成化和多?；l(fā)展，單模的收發(fā)器已經(jīng)完全集成到基頻里。不同頻段和制式的射頻前端器件也一直在以不同的方式集生產(chǎn)。分立的RF收發(fā)器越來(lái)越少見(jiàn)。

手機射頻前端模塊(FEM)

前端模塊集成了開(kāi)關(guān)和射頻濾波器，完成天線(xiàn)接收和發(fā)射的切換、頻段選擇、接收和發(fā)射射頻信號的濾波。在2GHz以下的頻段，許多射頻前端模塊以互補金屬氧化物半導體 (CMOS)、雙極結型晶體管 (BJT)、硅鍺 (SiGe)或Bipolar CMOS等硅集成電路制程設計，逐漸形成主流。由于硅集成電路具有成熟的制程，足以設計龐大復雜的電路，加上可以與中頻與基頻電路一起設計，因而有極大的發(fā)展潛力。其它異質(zhì)結構晶體管亦在特殊用途的電路嶄露頭角;然而在5GHz以上的頻段，它在低噪聲特性、高功率輸出、功率增加效率的表現均遠較砷化鎵場(chǎng)效晶體管遜色，現階段砷化鎵場(chǎng)效晶體管制程仍在電性功能的表現上居優(yōu)勢。射頻前端模塊電路設計以往均著(zhù)重功率放大器的設計，追求低電壓操作、高功率輸出、高功率增加效率，以符合使用低電壓電池，藉以縮小體積，同時(shí)達到省電的要求。功率增加效率與線(xiàn)性度往往無(wú)法兼顧，然而在大量使用數字調變技術(shù)下，如何保持良好的線(xiàn)性度，成為必然的研究重點(diǎn)。

比如，2013年初出現的高集成智能手機前端模塊，除了覆蓋傳統的GSM850、900、1800和1900 MHz頻段以外，還涵蓋WCDMA 第1、2、4和5頻段，以及LTE第2、4、5和17頻段。除三個(gè)聲表面波濾波器和五個(gè)雙工器以外，該模塊還包含頻段選擇開(kāi)關(guān)和解碼器，同時(shí)在天線(xiàn)輸出端還帶有可防護高達4 kV的ESD保護電路。

手機RF模塊發(fā)展趨勢

隨著(zhù)手機制造商繼續開(kāi)發(fā)支持更多的頻段和精簡(jiǎn)射頻架構的手機，將3G手機中使用的GSM、EDGE、WCDMA和HSPA等多種頻段和空中接口模塊整合在一個(gè)高度集成、經(jīng)過(guò)優(yōu)化的RF模塊中，已經(jīng)成為3G手機設計射頻方案的首選。

手機中的射頻(RF)前端將越來(lái)越多地采用集成模塊，因為它可以使子系統簡(jiǎn)化、成本下降和尺寸縮小，為手機增加新功能、節省提供空間，并為實(shí)現單芯片前端解決方案創(chuàng )造條件。隨著(zhù)前端模塊(FEMs)到射頻(RF)收發(fā)器模塊相繼投入使用，手機RF前端的整合之路一直在持續發(fā)展。事實(shí)上，早在RF收發(fā)器采用直接轉換或零中頻(ZIF)架構(先消除中頻段，隨后消除IF聲表面波濾波器)的時(shí)候，前端集成就已經(jīng)開(kāi)始了。隨著(zhù)收發(fā)器架構的演進(jìn)，外部合成元件(即電壓控制振蕩器和鎖相環(huán))已經(jīng)被直接集成在收發(fā)器的芯片中。高集成度實(shí)現了成本的降低以及電路板尺寸的減小。向高集成度發(fā)展的趨勢沒(méi)有任何停止的跡象。不過(guò)，由于集成的途徑非常多，因此在設計時(shí)必須仔細加以考慮。

高通推出PA，完善其平臺化手機解決方案就是一個(gè)集成化的例子。此前手機平臺方案主要包括手機基帶芯片、應用處理器、射頻芯片、電源管理以及連接芯片，PA沒(méi)有在平臺方案內，而是有其單獨的供應商。高通推出PA，更多的是想使其解決方案更趨‘平臺化’。

近幾年來(lái)，聚焦射頻（RF）技術(shù)，提供射頻模塊最新動(dòng)態(tài)的網(wǎng)站也越來(lái)越多。比如mouser 2013年初推出的射頻無(wú)線(xiàn)技術(shù)網(wǎng)站：http://www.mouser.cn/applications/rf-wireless-technology/幫助設計工程師挑選無(wú)線(xiàn)電頻率經(jīng)驗證的最新集成解決方案和即插即用模塊，并即時(shí)為現有應用增加無(wú)線(xiàn)功能。該解決方案中心匯聚了來(lái)自Skyworks、Murata、Panasonic和TexasInstruments等業(yè)界領(lǐng)先的制造商提供的最新射頻模塊。這些射頻解決方案同時(shí)按頻率范圍（1GHz以下、1-5GHz和5GHz以上）和協(xié)議（藍牙、ZigBee、Wi-Fi和GPS）兩種方式分類(lèi)。