RF天線(xiàn)開(kāi)關(guān)簡(jiǎn)化遠程信息處理中的無(wú)線(xiàn)電

遠程信息處理是計算機技術(shù)與通信技術(shù)的結合，它正被應用于包括汽車(chē)工業(yè)在內的幾個(gè)快速成長(cháng)的市場(chǎng)。遠程信息處理支持遠程診斷、按需導航、緊急救助、超速或被盜車(chē)輛追蹤，以及智能運輸系統。

隨著(zhù)汽車(chē)遠程信息處理設備變得更為普遍，設計人員面臨著(zhù)與任何通信發(fā)展演進(jìn)過(guò)程中相同的問(wèn)題：要在增加功能的同時(shí)降低成本。盡管遠程信息處理可以借助于無(wú)線(xiàn)電話(huà)和無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)(WLAN)經(jīng)驗，但該技術(shù)有著(zhù)針對無(wú)線(xiàn)手機和WLAN適配器設計的先進(jìn)集成電路(IC)無(wú)法輕易滿(mǎn)足的特殊需求。設計高性能、成本有效的遠程信息處理無(wú)線(xiàn)電的工程師們，更喜歡那些已針對于遠程信息處理應用的特殊要求進(jìn)行了優(yōu)化的設備。

例如，讓我們看一下遠程信息處理系統中的RF開(kāi)關(guān)的功能。開(kāi)關(guān)IC完成對到無(wú)線(xiàn)電發(fā)射和接收電路之間天線(xiàn)的連接進(jìn)行開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)單任務(wù)。然而，找到一種在高功率水平具有低損耗、并且在很寬的頻率范圍具有低介入損耗的開(kāi)關(guān)并不是一項簡(jiǎn)單任務(wù)。許多開(kāi)關(guān)要求額外的調節電路、呈現出不對稱(chēng)的開(kāi)關(guān)路徑，或者在較低供電電壓時(shí)線(xiàn)性有所下降，增加了復雜性。

幸而，新一代RF開(kāi)關(guān)，例如ANADIGICS的AWS5532開(kāi)關(guān)IC，更適用于遠程信息處理應用。它簡(jiǎn)化了外部電路設計并改善了性能。表中對新型開(kāi)關(guān)相較于代表型的競爭開(kāi)關(guān)產(chǎn)品的優(yōu)越性，做了一個(gè)簡(jiǎn)單總結。

對于遠程信息處理應用，必須在各種條件下保持線(xiàn)性性能。例如，達到超過(guò)+40dBm 的0.1-dB壓縮點(diǎn)的能力，確保在更高的功率水平保持良好的線(xiàn)性。還要保證在低控制電壓時(shí)的壓縮水平。雖然在遠程信息處理應用中2.7 V的穩定控制電壓很普遍，一些RF開(kāi)關(guān)只保證低至3 V的性能，在低于該點(diǎn)的電壓工作時(shí)，線(xiàn)性性能下降。例如，AWS5532 IC開(kāi)關(guān)被設計用于在要求的最小控制電壓下保持恒定的增益壓縮 (圖1) 。


高截止點(diǎn)也是開(kāi)關(guān)是否能很好地適用于遠程信息處理的衡量標準，以及以產(chǎn)生最小的額外信號或失真處理高信號水平能力的標志。對于輸入信號功率每1-dB的下降，三階交叉調制增加3dB，假想的兩條線(xiàn)交叉點(diǎn)為三階截止點(diǎn)(IP3)。在高功率水平保持線(xiàn)性輸出，有助于以良好的光譜純度達到合適的高IP3。

許多遠程信息處理天線(xiàn)開(kāi)關(guān)具有不對稱(chēng)路徑，一個(gè)用于高功率發(fā)射信號，另一個(gè)用于低功率接收信號。這些路徑不可以互換。接收路徑的功率水平僅需達到+19dBm，并在更高的頻率呈現超過(guò)1dB的高介入損耗。AWS5532開(kāi)關(guān)具有對稱(chēng)路徑，由于他們均呈現低介入損耗的寬帶響應，可被用于接收與發(fā)射功能。雖然對稱(chēng)性在單頻應用中不十分重要，但在多頻應用或要求天線(xiàn)分集的應用中，這就是一個(gè)重要的考量。設計人員不經(jīng)常級連開(kāi)關(guān)以達到3個(gè)或者更多等效方案。在這種情況下，對稱(chēng)性簡(jiǎn)化了集成。

現有開(kāi)關(guān)常常要求外部元件以調節某一特定頻段的性能。但是調節有幾個(gè)缺點(diǎn)：在對空間很敏感的應用中，額外的電容和線(xiàn)圈(電感)消耗板資源；在采購和制造中，額外的部件(特別是線(xiàn)圈)是一種額外開(kāi)銷(xiāo)；由于每個(gè)頻段要求不同的元件，公司必須支持幾種配置，包括工程時(shí)間、部件和支持。

底線(xiàn)很明顯：工程師受益于不需要調節的寬帶開(kāi)關(guān)。如圖2中所示，具有寬帶頻響應的開(kāi)關(guān)僅要求在RF端口的標準隔直流電容器，并且不需要調節電容器和電感器。圖3和圖4顯示了開(kāi)關(guān)性能的兩個(gè)關(guān)鍵參數：介入損耗和埠與埠隔絕。


高功率開(kāi)關(guān)也適用于蜂窩手機和類(lèi)似應用。雖然遠程信息處理通常與車(chē)載系統相關(guān)聯(lián)，這些能力也可以融合于移動(dòng)設備，在“智能”電話(huà)中提供“無(wú)論何處”都可享用的遠程信息處理服務(wù)。

作者：Brian Arnold