A. 手机前端射频是什么意思
射频前端是射频收发器和天线之间的一系列组件,主要包括功率放大器(PA)、天线开关(Switch)、滤波器(Filter)、双工器(Duplexer和Diplexer)和低噪声放大器(LNA)等,直接影响着手机的信号收发。
其中:
1、功率放大器(PA)用于实现发射通道的射频信号放大;
2、天线开关(Switch)用于实现射频信号接收与发射的切换、不同频段间的切换;
3、滤波器(Filter)用于保留特定频段内的信号,而将特定频段外的信号滤除;
4、双工器(Duplexer和Diplexer)用于将发射和接收信号的隔离,保证接收和发射在共用同一天线的情况下能正常工作;
5、低噪声放大器(LNA)用于实现接收通道的射频信号放大。
(1)射频电路技术扩展阅读:
一、射频前端的作用:
射频前端芯片是移动智能终端产品的核心组成部分,追求低功耗、高性能、低成本是其技术升级的主要驱动力,也是芯片设计研发的主要方向。
射频前端芯片与处理器芯片不同,后者依靠不断缩小制程实现技术升级,而作为模拟电路中应用于高频领域的一个重要分支,射频电路的技术升级主要依靠新设计、新工艺和新材料的结合。
二、射频前端的材料:
行业中普遍采用的器件材料和工艺平台包括 RF CMOS、SOI、砷化镓、锗硅以及压电材料等,逐渐出现的新材料工艺还有氮化镓、微机电系统等,行业中的各参与者需在不同应用背景下,寻求材料、器件和工艺的最佳组合,以提高射频前端芯片产品的性能。
三、射频前端的成本:
一款终端往往需要支持多个频段,这种频段的增加直接导致射频前端设计复杂度的提升,往往方寸之间就要容纳上百个元器件。特别是千兆级网络的来临,多载波、高阶的调制、4x4 MIMO等技术的融入令前端设计复杂度直线提升,复杂度的提升直接意味着成本的增加,并在手机BOM成本中占有越来愈高比例,足见其重要性。
B. 什么是射频电路
射频简称RF射频就是射频电流,它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流,大于1000次的称为高频电流,而射频就是这样一种高频电流。有线电视系统就是采用射频传输方式的
在电子学理论中,电流流过导体,导体周围会形成磁场;交变电流通过导体,导体周围会形成交变的电磁场,称为电磁波。
在电磁波频率低于100khz时,电磁波会被地表吸收,不能形成有效的传输,但电磁波频率高于100khz时,电磁波可以在空气中传播,并经大气层外缘的电离层反射,形成远距离传输能力,我们把具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频,英文缩写:RF
组成编辑
高频电路基本上是由无源元件、有源器件和无源网络组成的。高频电路中使用的元器件与低频电路中使用的元器件频率特性是不同的。高频电路中无源线性元件主要是电阻(器)、电容(器)和电感(器)。
在电子技术领域,射频电路的特性不同于普通的低频电路。主要原因是在高频条件下,电路的特性与低频条件下不同,因此需要利用射频电路理论去理解射频电路的工作原理。在高频条件下,杂散电容和杂散电感对电路的影响很大。杂散电感存在于导线连接以及组件本身存在的内部自感。杂散电容存在于电路的导体之间以及组件和地之间。在低频电路中,这些杂散参数对电路的性能影响很小,随着频率的增加,杂散参数的影响越来越大。在早期的VHF频段电视接收机中的高频头,以及通信接收机的前端电路中,杂散电容的影响都非常大以至于不再需要另外添加电容。
此外,在射频条件下电路存在趋肤效应。与直流不同的是,在直流条件下电流在整个导体中流动,而在高频条件下电流在导体表面流动。其结果是,高频的交流电阻要大于直流电阻。
在高频电路中的另一个问题是电磁辐射效应。随着频率的增加,当波长可与电路尺寸12比拟时,电路会变为一个辐射体。这时,在电路之间、电路和 外部环境之间会产生各种耦合效应,因而引出许多干扰问题。这些问题在低频条件下往往是无关紧要的。
C. 射频和无线技术好学吗
本人以前是学无线电技术的(专科生),毕业后做了4年射频,现在在做射频电路开发!谈谈我自己的感受,比较直接的讲射频和无线电技术都比较难学
第一、首先学校里学的东西在工作中(射频领域)能用到的很少,在这方面比不上学软件或者其他专业的学生
第二、射频属于纯模拟电路,尤其在高频段如2.1GHz,2.4GHz或者5.8GHz的电路设计比较困难,你做出实物(最终的PCBA)给你在设计电路时搭建的模型有差异,有时候差异可能很大直接导致你电路设计失败重新做第二、三、四版电路,据我所知在国内能把射频电路一版做成功的不多,基站的部分电路可能设计周期都要半年到一年时间
第三、射频电路做好之后都需要调试,调试在书上是学不到的,不断的总结调试经验才会巩固书上所学的理论基础。才能设计出优秀的产品!
D. 射频集成电路
当然不是数字集成电路了
是模拟电路
目前多为cmos工艺 推荐你本书
本书是《CMOS射频集成电路设计》的第二版,这本被誉为射频集成电路设计的指南书全面深入地介绍了设计千兆赫兹(GHz)CMOS射频集成电路的细节。本书首先简要介绍了无线电发展史和无线系统原理;在回顾集成电路元件特性、MOS器件物理和模型、RLC串并联和其他振荡网络以及分布式系统特点的基础上,介绍了史密斯圆图、S参数和带宽估计技术;着重说明了现代高频宽带放大器的设计方法,详细讨论了关键的射频电路模块,包括低噪声放大器(LNA)、基准电压源、混频器、射频功率放大器、振荡器和频率综合器。对于射频集成电路中存在的各类噪声及噪声特性(包括振荡电路中的相位噪声)进行了深入的探讨。本书最后考察了收发器的总体结构并展望了射频电路未来发展的前景。书中包括许多非常实用的电路图和其他插图,并附有许多具有启发性的习题,因此是高年级本科生和研究生学习有关射频电子学方面课程的理想教科书,对于从事射频集成电路设计或其他领域实际工作的工程技术人员也是一本非常有益的参考书。
E. 射频技术的基本原理
射频技术的基本原理是指处理信号的电磁波长与电路或器件尺寸处于同一数量级的电路,此时由于器件尺寸和导线尺寸的关系,电路需要用分布参数的相关理论来处理。
这类电路都可以认为是射频电路,对其频率没有严格要求,如长距离传输的交流输电线(50或60Hz)有时也要用RF的相关理论来处理。
接收部分的主要作用是:空间辐射信号经过天线耦合到接收电路中去,接收到的微弱信号经过低噪声放大器被放大后与本地振荡信号经过混频器下变频为包含中频信号分量的信号。
滤波器的作用就是将有用的中频信号滤出来后输入模-数转换器转换成数字信号,然后进入数字处理部分处理。
F. 如何成为一名优秀的射频电路工程师
我本身的专业不是学微波技术的,从事RF电路设计工作不到七年,可以说当初对如何学习射频技术根本就是没有方向的。如何学习RF技术,以前和现在都是我非常头脑的问题。那如何学好射频呢?我想必须从射频工作的具体内容说起。 射频工程师的具体工作内容 现在人力资源领域把有关微波和射频技术方面的工程师分为几个名称,一般可以从名称看出其需要的射频工程师的工作内容。比如,如果一个职位是微波工程师或射频工程师,而这个公司是做通信设备的,那么其工作内容应该是小信号的低噪声放大器、频率合成器、混频器以及功率放大器等单元电路和电路系统的设计工作;如果一个职位是射频工程师,而这个公司是做RFID的,那么要不就是做微带天线和功率放大器、低噪声放大器、频率合成器的设计工作(900MHz以上的高频段),就是仅仅做电场天线和功率放大器的设计工作(30MHz以下频段);其它如手机企业,都是专向的手机射频工程师等。 电路系统分析,有些通信设备公司的项目中, 射频工程师需要负责对整个RF系统的电路进行系统分析,指导系统设计指标、分配单元模块指标、规范EMC设计原则、提出配附件功能和性能要求等等;2. 软件仿真 ,不管是ADS, MWO, Ansoft还是CST、HFSS ,反正你总得会一到两个仿真软件的使用吧。仿真软件不能让你的设计达到百分百的准确度,但总不会让你的设计偏离基本方向,起码它们在定性的仿真方面是准确的。所以一定要学会使用一至两种或更多种仿真软件,它的基本作用就是让你能够定性的分析你的设计,误差总是有的,但是它能增强你的信心。5. PCBLAYOUT ,原理就好比理论基础 ,一万个应用可以只依据一个理论,几个产品也有可能只有一个原理图,只要它的布线不一样,好比手机,同一个手机方案很多公司都拿来设计,原理图是一样的,但是不同的公司布出来的PCB板不一样,一个是外型不一样,一个是性能也有差异。性能的差异,其实就是PCB LAYOUT的差异。符合要求的PCB ,其布局与布线兼顾性能、外观、工艺、EMC等方面。所以, PCB LAYOUT也是一个非常重要的技能。6. 调试分析,这个调试和生产调试不一样。生产调试是指令性的,研发产品的调试的重点在于发现问题和解决问题。调试是一个总结和积累经验的过程,不是说通过调试来积累调试经验,而是通过调试来积累设计经验;很多问题可能在设计时没有被发现,那么通过调试发现以后,就知道以后在设计时如何规避这些问题,如何改善这些问题。调试也是一个实践理论的最有效途径,我们可以通过调试过程来定性理解理论知识。7. 测试,其实测试是为调试服务的,调试是为设计服务的(设计是为市场服务的)。 射频工程师必须熟练使用各种射频测试仪器 如果可以,请你多亲力亲为,多做些基层工作,能自己焊的就自己焊接吧,你不可能调试的时候找人在你边上呆着给你换电容又换电感吧?所以,不要眼高手低瞧不起焊接的,有本事的自己焊接吧。 踏入社会工作的第一天,不是你大功告成的第一天,而是你真正学习课本的第一天,是你检验课堂知识的第一天。很多朋友都希望毕业后马上进入一个好的公司,好的部门工作,想搞技术的第一选研究所,选到好公司的,想进公司中央研究部门,进到差一点的公司的也想起码得进一个开发部门工作;进了研究开发部门不要紧,很多朋友更想一来就只做研究 性的工作,一天到晚呆在电脑前面,上上网,找找资料 ,要不就是画两个原理图让LAYOUT工程师去画板,闲时写两篇文章发表一下。其实,这一开始就进入了一个误区。这也就是为什么有很多有多年工作经验的技术人员走出一个公司后才发现自己知道的很少,或者在别人看来完全是技术混混的原因。为什么,他们忘了,技术的根本在于实践。所以,做技术工作的,不要轻视成天呆在实验室的技术人员,不要以为自己呆在电脑前面就比呆在仪器前面的同事高一等。其实,从根本上讲,他们才是真正的技术人员,他们能够在实践中体会理论知识。 对于刚进入射频领域的工程师,首先应该是一个实验室的技术员,这就是谦虚一点,姿态低一点;不管是别人设计的产品还是自己设计的产品,一定要每个电阻电容电感都知道它的作用,每一根走线的意义都要清楚,要知道为什么要用它为什么要这么走线,不要技浮于事,不要谈什么经验之谈,要脚踏实际;不是说经验是错误的,而是如果你真正的想取得进步,就要明白如果用经验解释一切不解,你根本就不会有进步。动手多一点,能够自己做的就自己做,不动手何谈实践呢? 不求甚解。一听这话,很多朋友不高兴了,学一个东西就是要把它搞懂,你为什么要我不求甚解呢?当然,如果你真的天赋异禀,天资过人,对射频的东西对微波方程对电磁场电磁波是一听就懂,一看就知道答案,那不求甚解当然不适合你(也许你早就是射频方面的大师了)。如果我们都是普通的人,那么不求甚解在我看来,也是一种非常好的方式。为什么呢?我先来解释我说的不求甚解是什么意思。首先,不求甚解是遇到自己一时不明白的地方就跳过去,不要钻死胡同。世界上真的有很多钻进一个牛角钻出点科学家来的,如果你不想成为一个戴着1000度近视眼镜的老学究,如果你想成为一个实际的工程师的话,我建议你不求甚解,遇到自己一时不明白的地方就跳过去,不要钻死胡同。这样做的好处就是,你看的内容会越来越多,接触的面会越来越广,好比看一本书,第一节的问题你看不懂,你如果一定要求解的话,你钻呀钻,也许一年你也只看了第一节,而那个问题依然不懂;而如果第一节有问题你不懂,问人也不得其所的话,放下来,看第二节,这样你看了两节内容,而不懂的只有一个问题,而且大多数时候,当你到后来的章节中你多半会解开前面不解的内容。所以,不求甚解的要求,说白了,就是别太钻了,要以量取胜(经验???),呵呵。2. 实验室啊实验室。这不是什么口号,而是真正的感叹。没听说过哪个不进实验室的人能学好微波、射频的。为什么要进实验室,不是要你去做一般的指令性的实验工作,而是要你做些研发性的实验。什么叫研发性的实验?首先,测试不叫做实验,如果不测试也不叫实验。研发实验是要按计划对不同的设计方法和结果进行验证,测试是其手段(所以要懂仪器啊)。很多人也进实验室,可是他们每天就是把同一个产品测试一百遍,也不总结,也不分析,所以他们不进步也可以理解。比如一个天线匹配电路,你可以通过不同匹配方式测试分析它对于总辐射功率,对总全向接收灵敏度的不同影响分析出来,你也就知道以后怎么样的天线,相对比较合适的匹配形式是什么样的,而不必要去一个一个试了。3. 工作笔记,可能现在很少人会做工作笔记了,反正我以前是很喜欢做工作笔记的。就是同一个现象和结论出现一万遍,如果你不做记录,你也很难说你就变成了自己的。写写就可以变成自己的吗?是的,我肯定的说是的,它就变成了你自己的,起码什么时候你需要证据了你可以拿出来说明,什么时候你不知道怎么证明一个现象了,你可以拿起它来证明。工作笔记怎么做?它可不是像记流水账一样的记日记,一个实用的工作笔记或者会充当一个数据记录本,或者是公式和数据的对比记录,或者是些测试方法的记录,或者是不同设计方案的对比结果,或者你是对某些理论的理解总结,或者是你对某些案例的记录,或者. 反正很多或者,对了,要注意图文并茂呵。记得了,要记工作笔记啊,一定要。4.
G. 无线通信和射频电路有什么区别
【1】前者是偏重通信协议,就业方向为底层协议的研发,主要是从事嵌入式方面的软件工程师。后者是就业方向为高频硬件工程师,主要是从事射频通信电路的设计和一些射频元器件的研发,如LNA,PA,SAW,RF
switch,调制解调芯片等。
【2】无线通信:无线通信主要包括微波通信和卫星通信。微波是一种无线电波,它传送的距离一般只有几十千米。但微波的频带很宽,通信容量很大。微波通信每隔几十千米要建一个微波中继站。卫星通信是利用通信卫星作为中继站在地面上两个或多个地球站之间或移动体之间建立微波通信联系。
【3】射频电路:射频简称RF射频就是射频电流,它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流,大于1000次的称为高频电流,而射频就是这样一种高频电流。有线电视系统就是采用射频传输方式的在电子学理论中,电流流过导体,导体周围会形成磁场;交变电流通过导体,导体周围会形成交变的电磁场,称为电磁波。
H. 射频电路的组成
高频电路基本上是由无源元件、有源器件和无源网络组成的。高频电路中使用的元器件与低频电路中使用的元器件频率特性是不同的。高频电路中无源线性元件主要是电阻(器)、电容(器)和电感(器)。
在电子技术领域,射频电路的特性不同于普通的低频电路。主要原因是在高频条件下,电路的特性与低频条件下不同,因此需要利用射频电路理论去理解射频电路的工作原理。在高频条件下,杂散电容和杂散电感对电路的影响很大。杂散电感存在于导线连接以及组件本身存在的内部自感。杂散电容存在于电路的导体之间以及组件和地之间。在低频电路中,这些杂散参数对电路的性能影响很小,随着频率的增加,杂散参数的影响越来越大。在早期的VHF频段电视接收机中的高频头,以及通信接收机的前端电路中,杂散电容的影响都非常大以至于不再需要另外添加电容。
此外,在射频条件下电路存在趋肤效应。与直流不同的是,在直流条件下电流在整个导体中流动,而在高频条件下电流在导体表面流动。其结果是,高频的交流电阻要大于直流电阻。
在高频电路中的另一个问题是电磁辐射效应。随着频率的增加,当波长可与电路尺寸12比拟时,电路会变为一个辐射体。这时,在电路之间、电路和 外部环境之间会产生各种耦合效应,因而引出许多干扰问题。这些问题在低频条件下往往是无关紧要的。
I. 如何为射频电路选择适合的电感(2)
如何为射频电路选择适合的电感 [篇2]
RF电感的用途
大部分电子器件都含有RF 电感。“为了跟踪动物,在我们家养动物的皮肤中植入的玻璃管内部都含有一个电感”,普莱默公司的一位研发工程师Maria del Mar Villarrubia说,“每次启动汽车的时候两个电感之间都会产生无线通信,一个在汽车内部,另一个在钥匙内部。”不过,正如这种元件的无所不在一样,RF电感也有着非常具体的用途。在谐振电路中,这些元件通常与电容结合使用,以便选择特定的频率(如振荡电路、压控振荡器等)。
RF 电感也可以用于阻抗匹配应用,以便实现数据传输线的阻抗平衡。这是为了确保IC间高效的数据传输所必需的。作为RF扼流圈使用时,电感串联在电路中,起到RF滤波器的作用。简单来说,RF扼流圈是个低通滤波器,它会给较高的频率造成衰减,而较低的频率则畅通无阻。
Q值是什么
在讨论电感性能时,Q值是最重要的衡量指标。Q值是一种衡量电感性能的指标,它是一个无量纲的参数,用于比较振荡频率和能量损耗速率。Murata公司的高级产品经理DerylJ. Kimbro说:“Q值越高,电感的性能就越接近于理想的无损电感。也就是说,它在谐振电路中的选择性更好。”高Q值的另一个好处是损耗低,也就是说电感消耗的能量少。低Q值会造成带宽较宽,而且在振荡频率处及其附近的谐振幅度较低。
电感值
除了Q因子以外,电感的真正的量度当然是它的电感值。对于音频和电源应用而言,电感取值通常是数亨利,而较高频率应用通常需要小得多的电感,通常在毫亨或微亨范围内。电感值取决于几个因素,其中包括结构、铁芯尺寸、铁芯材料以及实际的线圈匝数。电感既有电感值固定的.,也有电感值可调的。
其他规格
电感值并不是唯一重要的取值。直流电阻、电流以及自谐振频率(SRF)是RF 电感的数据单中所提供的一些更加有用的规格。del Mar Villarrubia说:“根据应用场合的不同,每种特性都可能是需要重点考虑的因素并决定其他特性。例如,如果元件将用在轮胎压力监测系统中,那么电感在很宽的温度范围内的稳定性是很重要的,而这种要求将会确定磁芯的选择。”
额定电流
在选择电感时,工作电流应该低于说明书中的额定电流。如果工作电流超过额定电流,就可能会损坏产品。
直流电阻(DCR)
Kimbro称,直流电阻(DCR)与额定电流有很大的关联。以线圈电阻为基准,直流电阻等于电感的损耗。如果绕线的直径增加,那么直流电阻会减小,而额定电流会增加。
较大的绕线直径降低了损耗并改善了电流处理能力。Vishay 公司电感部门的产品市场经理Doug Lillie说:“直流电阻会限制在不过热或不发生饱和(感应系数急剧降低)的情况下器件可以传输的直流电流。”
自谐振频率(SRF)
电感中的每一匝绕线都可以看成一块电容器极板,匝与匝之间以及线圈与铁芯之间电容的总体效果可以用与电感并联的单个电容来表示,称为分布电容(Cd)。这种并联结构的谐振频率就称为自谐振频率(SRF)。Lillie说:“在此频率,电感看起来像带有阻抗的纯电阻。如果频率超过自谐振频率,这种并联结构的容抗将成为主要因素。” 叠层片式电感
叠层片式电感是使用陶瓷材料结构通过集成工艺制成的。陶瓷材料结构可以在高频处提供很好的性能,而叠层片式工艺可以提供各种各样的电感值。叠层片式器件的电感值范围要比薄膜或空芯线圈类的电感广,但是比不上线绕式元件的电感取值范围或额定电流。叠层片式技术因其很好的电特性,特别是其低廉的成本,而越来越流行。 薄膜电感
薄膜电感是使用光刻工艺生产的,这种工艺可以在陶瓷基底上生产出非常精确的线圈模式,从而满足苛刻的电感公差。陶瓷基板使得这些电感成为RF应用的理想元件。但是,薄膜电感能传输的电流较小,而且电感值范围有限。
线绕式电感
线绕式电感通常用于低频应用之中。线绕式电感是将铜线绕在陶瓷(氧化铝)磁芯上制成的。因其结构和材料的原因,线绕式电感可以提供很好的电特性。水平绕线结构使得公差很小而杂散电容很小,而铜线使得直流电阻很小,从而增加了品质因子性能以及额定电流。
锥形电感
锥形电感是面向宽带和高频应用的,它的结构可以展宽线圈的带宽。锥形电感的实际尺寸较小,通常是用细线绕成的,因此杂散电容较小。在超宽带Bias-T 器件中,锥形电感同时提供了直流偏置提取或注入路径,它可以将电源与有源器件隔离。
磁芯的选择
高频器件通常使用空心或惰性(也就是陶瓷)磁芯。它们提供了比磁性铁芯更好的热性能,但是其电感取值有限。中频器件通常采用铁芯。铁芯不会饱和,但是无法提供铁氧体磁芯那样的大电感值。低频器件通常使用铁氧体磁芯。应该尽可能地避免使用铁氧体磁芯,因为它们会在较小的Idc值处饱和,而且会受温度的影响(△L/△T)。厂商们也在开发和使用更新的铁氧体,如无定形和纳米晶体材料
J. 如何学习射频电路
射频电路要快速入门,不可能的。这东西对经验要求十分得高,除非你能找到一个很好的专老师或者师傅,他属愿意倾心相授。不过你也可以做一些工作。
1、复习一下高等数学,既然有研一基础,恐怕数学上应该有一些积累。主要是一些积分变换(傅立叶、拉普拉斯、Z),常微偏微方程这些东西,在微波和电磁波领域,最基础的就是麦克斯韦方程,经常跟它打交道,你的数学基础好,会省力很多,也容易做论文什么。
2、有空的话,温习一下电路基础里面的分布参数电路,模电中的基本放大电路,高频电子线路。另外,你得补一下微波方面的课程,我记得我本科的时候,微波有三门课,应用电磁学(应该是对应你的微波原理),微波与光导波技术,射频电子技术(属于高频加强版,但不是高频,高频是另外单独的课程)。也可以再看看《高速数学设计》这本书,可能有用。
射频电路这个领域难度很大,进步比较慢,不过做的人很少,找工作容易。