射频功放如何为智能手机提供最佳效率

下一代智能手机将具备更先进的功能，包括：屏幕更大、多媒体功能更丰富、支持多个频段和多种模式、电池续航时间更长以及机身更加轻薄。这些应用趋势对射频前端带来了若干挑战。

随着许多大城市相继推出LTE和TD-LTE以及智能手机轻薄化要求不断提升，集成度和性能的重要性前所未有。因此，功放（PA）必须在这两方面进一步提高，以帮助移动设备制造商实现目标。

ANADIGICS公司中国北方地区销售主管何肃平指出，智能手机对多频段、多模式支持提出了需求，例如：四频段EDGE及双频段WCDMA和LTE。这个需求增加了射频部分的复杂度和尺寸。由于制造商希望生产出具有更多功能、更轻薄的产品，PCB空间和元器件尺寸就变得极为重要。对于功放来说，需要为多频段和多模式提供更高的功能。

另外，先进的多媒体功能和高速的数据网络要求功放能够在大功率模式下更频繁地运行。GSM协会TS09程序发布的功率分布图为3G设备在典型网络中的输出功率提供了指导。然而，大功率使用的增加为在大功率模式下提高效率带来了压力。这使得针对所有输出功率优化的功放需要为用户提供出色的电池续航时间。

每种应用都对功放技术和设计具有特定要求。对于手机来说，功放的性能是通过线性度、增益和天线的输出功率来衡量的。

手机从2G、3G演变到现在的4G，进一步强调了功放线性度在建立和维持稳定网络连接方面的重要性。线性度是指功放精确重生成射频输入频率和幅度变化的能力。这是一个重要指标，因为它有助于确定设备维持稳定无线连接的能力，将直接影响语音通信和数据通信的质量。

增益是输出与输入的功率比，同样也会影响器件的性能。功放必须接收收发器的输出（通常小于+3dBm）并将信号不失真地放大。为了保证下一代智能手机具有出色的数据连接，就必须选择具有足够增益的功放。

收发器信号在到达天线之前必须通过功放、开关和滤波器。因此，功放增益应该提供足够的射频功率，以克服其他所选器件的损耗。

从工艺角度来看，功放市场将会继续发展。市场长期以来由InGaP HBT器件所主导。ANADIGICS公司的先进产品采用了InGaP-Plus技术。这项独特的专利技术一直以来提供了重要的性能、集成度和可靠性优势，让设计者可以使用工具库来开发独特并具前瞻性的产品。

该技术使器件具有更出色的性能和集成度，这正是当今市场的两大趋势。例如，目前从单频段功放到多模、多频段功放的转变节省了宝贵的PCB空间。

功放制造商一直以来都在寻找实现更高集成度和更高性能的方法，正如3G设备引领的趋势一样。ANADIGICS在这两方面一直都处于行业领先，其双频段、低功率下高效率（HELP）的功放就是最好的证明。该公司开发的LTE系列产品覆盖了世界各地部署的主要频段。其LTE产品系列包含了40多种功放（包括单频段、双频段和多频段产品），从而保证能够为特定应用选择最合适的功放。

ANADIGICS的双频段HELP3E功放通过将两个独立功放集成在一个紧凑封装中，可以为手机制造商节省PCB空间。另外，该解决方案还实现了高效率和出色的线性度。

通过使用InGaP-Plus专利工艺技术和先进的电路设计技术提供具有三种模式状态的解决方案，ANADIGICS的HELP4功放实现了更高的性能。这使得制造商无须使用DC-DC转换器，就能在小功率、中等功率和大功率模式下实现高效率。这类功放具有出色的效率和极低的静态电流，能够为多功能智能手机提高电池续航时间。

在推出高集成度和性能的HELP3E和HELP4后，该公司又推出了新一代功放来引领行业标准。ANADIGICS的多模、多频段功放针对LTE、WCDMA和CDMA信号调制进行了优化以提供出色的性能。该功放在为手机提供出色的谐波、噪声和互调性能的同时，针对所有调制信号在效率、电流消耗和线性规格上进行了增强。ANADIGICS采用紧凑的5mm×7.5mm封装提供四波段GSM/EDGE和双波段WCDMA/LTE功能，有效地节省了空间。

市场上部分高集成度功放解决方案的效率极低，影响了电池的整体续航时间。何肃平强调，ANADIGICS的产品和这些产品的主要区别在于其高集成度与出色效率相结合的能力。ANADIGICS的新ProEficient功放经过优化，能够在所有的输出功率等级上提供极高效率（图1）。这样，产品结合了低功率模式下更长的通话时间和大功率模式下更长的数据应用。该功放还针对平均功率跟踪（APT）使用进行了优化，以进一步提高效率和降低中等及低功率模式下的电流消耗。除了出色的效率之外，ProEficient功放还具有出色的线性度，保证了连接的稳定性以实现清楚的通话和高速的数据应用。

图1：ProEficient功放在所有的输出功率上都提供高效率。

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