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RF内置天线关于射频芯片，看这一篇就够了！（干货收藏）

发布时间：2020-12-25 19:02:33

一部可以支持通话、短信、网络服务、APP应用的手机，通常包括射频、基带、电源管理、外设、软件五个部分。

射频:一般是发送和接收信息的部分；

基带:一般是信息处理的部分；

电源管理:一般是省电的一部分。因为手机是能源有限的设备，电源管理很重要；

外设:一般包括LCD键盘；套管；等等。

软件:一般包括系统、驱动、中间件、应用。

在手机终端中，最重要的核心是射频芯片和基带芯片。射频芯片负责射频收发、频率合成和功率放大。基带芯片负责信号处理和协议处理。那么射频芯片和基带芯片是什么关系呢？

射频芯片与基带芯片的关系

无线电频率和基带都来自英语直译。其中，射频最早的应用是Radio-Radio Broadcasting (FM/AM)，至今仍是射频技术乃至无线电领域最经典的应用。

基带是频带中心在0Hz的信号，所以基带是最基本的信号。也有人把基带叫做“未调制信号”，曾经是正确的。比如AM是调制信号(没有调制，接收后可以通过发声组件读取内容)。

然而，在现代通信领域，基带信号通常是指频谱中心在0Hz的数字调制信号。并且没有明确的概念基带必须是模拟的还是数字的，这取决于具体的实现机制。

无论如何，基带芯片可以被认为包括调制解调器，但不仅仅是调制解调器，还有信道编解码器、源编解码器和一些信令处理。射频芯片可以看作是基带调制信号最简单的上变频和下变频。

所谓调制，就是把要发射的信号按照一定的规则调制到载波上，然后通过射频收发机发送出去的项目。解调是相反的过程。

工作原理及电路分析

射频(简称RF)是射频电流，是一种高频交流电的电磁波。是射频的缩写，表示可以辐射到空的电磁频率，频率范围在300 kHz到300 GHz之间。每秒变化小于1000的交流电叫低频电流，变化大于10000的叫高频电流，射频就是这样的高频电流。高频(大于10k)；射频(300K-300G)是高频的较高频段。微波频段(300M-300G)也是射频的较高频段。射频技术广泛应用于无线通信领域，有线电视系统采用射频传输方式。

射频芯片是指将无线电信号通信转换成一定的无线电信号波形，并通过天线谐振发出的电子元件。它包括功率放大器、低噪声放大器和天线开关。射频芯片架构包括接收通道和发射通道两部分。

6)功率控制器(功率控制):

结构:是运算比较放大器。

功能:将发射功率电流采样信号与功率电平信号进行比较，得到合适的电压信号来控制功率放大器的放大。

原理:在传输过程中，当电源电流通过传输变压器时，其二级感应的电流被检测(高频整流)并发送到电源控制；同时，编程时也将预设的功率电平信号发送给功率控制；两个信号内部比较后，产生一个电压信号来控制功率放大器的放大，使得功率放大器的工作电流适中，既省电又延长了功率放大器的使用寿命(功率控制电压高导致功率放大器功率大)。

3.传输信号流

传输时，传输基带信息(TXI-P；TXI-北；TXQ-P；TXQ-N)，发送到中频内部的发射调制器，用本振信号调制发射中频。但是，如果基站接收不到中频信号，只能由使用发射压控振荡器将中频信号的频率提高到890米-915米(GSM)的基站接收。发射压控振荡器产生的890米-915米的频率信号分为两路:

a)将所有样本发送回中频，并与本地振荡器信号混合，生成等于发射中频的发射鉴频信号，发送到鉴相器，与发射中频进行比较；如果TX-VCO振荡的频率不符合手机的工作通道，鉴相器会产生1-4V的跳变电压，控制TX-VCO内部变容二极管的电容，从而调整频率。

b)双向功率放大器经放大后由天线转换成电磁波进行辐射。为了控制功率放大器的放大，在传输过程中功率电流通过传输变压器时，检测其二级感应的电流(高频整流)并发送给功率控制；同时，编程时也将预设的功率电平信号发送给功率控制；两个信号内部比较后，产生一个电压信号来控制功率放大器的放大，使得功率放大器的工作电流适中，可以省电，延长功率放大器的使用寿命。

国内射频芯片产业链现状

射频芯片领域，市场主要由海外巨头垄断，主要海外公司有Qrovo、skyworks、Broadcom；国内射频芯片方面，没有一家公司能独立支持IDM的运营模式，主要是无晶圆厂设计公司；国内企业通过设计、代工、包装的合作，形成了“软IDM”的运营模式。

在射频芯片设计方面，国内公司在5G芯片上取得了一定的成绩，有一定的出货能力。射频芯片设计门槛高，有射频开发经验，可以加快后续先进射频芯片的开发。目前拥有射频芯片设计的公司有紫光展锐、韦杰创新、中普威、中兴、雷柏科技、华虹设计、江苏聚信、艾斯特克等。

在射频芯片代工厂方面，台湾已成为全球最大的化合物半导体芯片代工厂。台湾的主要铸造厂是毛文、宏碁和玉环。中国化合物半导体代工厂只有三安光电和海威华信。三安光电目前在国内布局最全，有GaAs HBT/pHEMT和甘士德/场效应管工艺布局。目前国内有200多家企事业单位合作，10余种芯片通过性能验证，即将量产。海威华信是海特高科技控股有限公司的子公司，是中国29家电力公司的合资企业。目前拥有GaAs 0.25 μm PHEMT工艺能力。

在射频芯片封装方面，一方面5G射频芯片频率的提高导致对电路性能的影响更大，封装时需要减少信号连接线的长度；另一方面，需要将功率放大器、低噪声放大器、开关和滤波器封装到一个模块中，这一方面可以减小体积，另一方面也便于下游终端制造商的使用。为了降低射频参数的寄生效应，需要倒装芯片、扇入和扇出封装技术。

倒装芯片采用扇入扇出工艺封装时，不需要通过金线键合进行信号连接，减少了金线键合带来的寄生电效应，提高了芯片的射频性能；5G时代，高性能倒装/扇入/扇出结合Sip封装技术将是未来的封装趋势。