RF即Radio Frequency——射频。指的是什么呢?广泛定义,应是指300KHZ到300GHZ范围之间的高频交流变化电磁波。射频技术在无线通信领域中被广泛使用,它的定义范围随着时代和科技应用逐渐演化和发展。RFIC——射频芯片,澳门新葡官网进入网站8883也称之为MMIC。指的是将无线电信号通信转换成一定的无线电信号波形,并通过天线谐振发送出去的一个元器件(模块),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。发射电路由发射调制器、发射鉴相器、发射压控振荡器(TX-VCO)、功率放大器(功放)、功率控制器(功控)、发射互感器等电路组成。发射时,逻辑电路处理过的发射基带信息送入发射调制器,与本振信号调制后用TX-VCO把信号频率上升为基站能接收的频率信号。

当TX-VCO工作后,产生频率信号分两路走:

A、路取样送回发射调制器,与本振信号混频产生一个发射鉴频信号,送入鉴相器中与发射中频进行较;若与工作信道不符合,则鉴相器会产生一个跳变电压去控制TX-VCO内部变容二极管的电容量,达到调整频率目的。

B、路送入功放经放大后由天线转化为电磁波辐射出去。

接收电路由天线、天线开关、滤波器、高放管(低噪声放大器)、接收解调器等电路组成。接收时,天线把基站发送来电磁波转为微弱交流电流信号经滤波,经过天线开关接收通路,送高频滤波器滤除其它无用杂波,高频放大后,送入接收解调器与本振信号进行解调,得到接收基带信息送到逻辑音频电路进一步处理。以上所有的器件和信号处理,构成了一个完整的射频芯片(或射频模块)。

射频芯片应用

射频芯片其实应用广泛。很多介绍是以手机为例,因此对于射频,消费者可能以为,除了蓝牙(2.4G),就是3G、4G、5G之类。实际上,涉及无线通信,满目RF。以下是日常生活中常见的一些RFIC涉及生活方面的应用。涉及消费电子比如手机的,一般是4G/5G通信的RFIC应用;笔记本、无线鼠标等一般是2.4G应用;wifi一般是2.4G/5G的RF应用。涉及汽车电子的可能是77G倒车雷达、24G距离监测等雷达模块;涉及智能家居多是2.4G 的RFIC应用,便宜便捷常见;涉及工业无线环境和环境测试,可能是sub1GHZ,也会用2.4GHZ;涉及无线抄表,电表一般与消费电子统一起来并晚于消费电子的发展一个台阶,如今进入5G的开发应用,而无线抄表逐渐从3G时代换到4G模块通信;而家用的气表和水表则一般使用sub1GHZ。智慧楼宇应该是应用RFIC最广泛且五花八门的场合了,比如监控摄像头使用4G通信,保证实时性和流畅性;烟雾报警使用sub 1GHZ或者2.4GHZ,保证能和网关及时联通,组网通信即可;智能家居也是如此,不过,为了便民和统一标准,一般使用2.4GHZ的RFIC;玩具过去更多更常见的是使用1GHZ的RFIC,如今也逐渐出现了很多2.4GHZ的RFIC,便于与手机等连接。

3G、4G、5G随着手机的更新换代,大家都比较熟悉了,无非是不同国家不同标准,不同运营商不同频段的使用。而除了手机以外,澳门新葡官网进入网站8883生活中应用最多的是2.4G,悄摸摸出现而不为人知的是1G(有的厂家指的是315/433/470/868/ 915MHZ这些1GHZ以内的频段),澳门新葡官网进入网站8883今天主要来谈一谈这两个频段的RFIC。

Sub-1GHZ与2.4GHZ的区别

Sub-1GHZ与2.4GHZ一般应用于物联网场景以及之智能家居、玩具、环境监测当中,在免许可频段的无线通信应用中,Sub-1GHZ 和 2.4GHZ 两个无线频段是主要的选择。Sub-1GHZ 无线频段适合于组建低数据速率低功耗的无线通信网络,2.4GHZ 比较适合于小范围内的高数据速率通信。所以,应用时,一般会考虑距离、功耗、干扰、组网便捷程度等几个方面因素。这就需要对Sub-1GHZ与2.4GHZ的RFIC的特性进行比较。

第一,Sub-1GHZ 相对而言覆盖范围大,是规模化连接组网比较好的选择(如图3的MESH组网,各节点间通信,可做到忙时互相通信,闲时上传网关)。

第二,Sub-1GHZ在以少数据量而非视频等高流量的应用中,仅需要较窄的带宽进行无线数据传输,对射频收发的功耗要求也低,适合于电池供电或能量收集供电的物联网设备应用。

第三,较低带宽导致较低的热噪声,接收灵敏度有较好的表现。使用 Sub-1GHZ 频段系统可以降低无线网络部署的基础设施成本。

此外,相对而言,2.4GHZ 设备近距离部署密集会对射频有一定干扰,Sub-1GHZ 干扰情况会比 2.4GHZ 好些。因此,虽然澳门新葡官网进入网站8883可以经常听说、接触到的时2.4GHZ,但是Sub-1GHZ也具有广泛的应用天地。

Sub-1GHZ 频段为不同无线电发射设备分配使用,呈现行业化应用特点,不同无线电发射设备规定的频段不同,基本形成专用频段和公用频段两部分,专用频段主要面向国防、铁路、公安、政府、电力等系统应用。公用频段可以分为许可频段和免许可频段,许可频段如NB-IoT、LoRa 等,免许可频段主要是公众对讲机、微功率短距离无线电设备等。

Sub-1GHZ RFIC应用主要是以遥控、语音和数据通信为主。遥控是如门禁、遥控器和开关等应用;语音则以对讲机为主;数据通信一般是Lora或NB-IOT无线组网、规模化应用部署是数据通信应用的主要特点,主要的典型应用是无线抄表。工业物联网对 Sub-1GHZ RFIC有着更为广泛的需求。目前,低功耗物联网的传感器或设备供电方式电池是主流的搭配。随着对电池长寿命的要求以及其他能量采集(如太阳能、无线能量传输等)供电方式的应用发展,应用对 Sub- 1GHZ RFIC发射功耗的要求也越来越高。笙科的Sub- 1GHZ RFIC有较多的型号满足目前低功耗的需求。