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      從通信到智能汽車等 細解射頻技術如何助推熱門行業發展

      2017-06-29 14:40:00

      摘要: 本文全文轉載自OFweek電子工程網,如您覺得不合適請與我們聯系。導讀: 未來的世界是一個無線連接一切的世界。未來的世界是一個無線連接一
      本文全文轉載自 OFweek電子工程網,如您覺得不合適請與我們聯系。
       
      導讀: 未來的世界是一個無線連接一切的世界。
       
      未來的世界是一個無線連接一切的世界。據Gartner預測,在2015年,全球消費行業僅僅只有29億部聯網設備,工業應用領域僅7.36億部聯網設備。到2020年,聯網設備將達到250億部,實現全球平均每個人3個聯網設備的規模。在無線聯網終端設備爆發式增長的大趨勢下,射頻器件的年產值也將成倍激增。
       
      射頻前端兵家必爭之地:濾波器
       
      射頻器件是無線通訊設備的基礎性零部件,隨著CMOS射頻集成電路的普及,越來越多的模塊從分立器件轉到了集成電路上。然而,有一些器件由于各種各樣的原因,目前還無法用集成度最高的CMOS工藝制造,而必須使用特殊工藝以保證性能。這些無法集成到RFIC上的射頻器件通常稱為射頻前端模塊(RF Frontend Module)。
       
      射頻前端模塊由功率放大器、濾波器、雙工器、射頻開關、低噪聲放大器、接收機/發射機等組成,隨著移動設備功能越來越強大,支持的網絡頻段越來越多,射頻前端模塊成了移動設備中不可缺少的一部分。2015 年,全球移動終端射頻器件市場規模約有110 億美金。根據高通半導體的預測,移動終端的射頻前端模塊在 2015-2020 年間的復合增速在 13%以上,到 2020 年市場規模將超過 180 億美金,而濾波器則是射頻前端模塊增長最快的細分方向,濾波器市場將由2015 年的50億美金增長到2020 年130 億美金。Mobile Experts 的預測與高通基本一致,2016年在智能手機增長萎靡(9%)的情況下,射頻前端模塊的增長率仍達到了17%,其中發展最快最關鍵的也正是濾波器模塊。

      在未來,射頻濾波器市場還將迎來更多增長。因為隨著4G的成熟和5G的來臨,手機支持的頻段數量正在上升。在 2012 年全球 3G 標準協會 3GPP 提出的 LTE R11 版本中,蜂窩通訊系統需要支持的頻段增加到 41 個。根據射頻器件巨頭 Skyworks 預測,到 2020 年, 5G 應用支持的頻段數量將實現翻番,新增 50 個以上通信頻段,全球 2G/3G/4G/5G 網絡合計支持的頻段將達到 91 個以上。對于一個頻段而言,一般至少需要兩個濾波器,因此手機頻段數上升的直接結果就是手機中使用的射頻濾波器數量直線上升。
       
      電子元件領導制造商 TDK 在射頻濾波器領域擁有頂尖技術,目前每天出貨超過 2,500 萬顆濾波器,數量仍不斷增長中,涉及客戶涵蓋所有主要手機 OEM 廠商,包括首屈一指的智能手機業者。據相關機構分析, iPhone 7中TDK-EPC(愛普科斯(中國)投資有限公司·TDK集團成員,2017慕尼黑上海電子展展位:E5.5306)供應了2 顆濾波器組及一顆濾波器。同時,TDK-EPC的三線EMC濾波器,高性能電容電感電阻器件等也被眾多國際知名廠商所采用。
       
      同時,隨著移動通訊趨向于高速率、大容量數據傳輸,智能手機等移動設備所使用的射頻開關IC需要多端口支持和更高的射頻性能。在這一點上,降低插入損耗是一個尤為重要的因素,因為它降低射頻傳輸功率損耗,可支持移動設備具備更長的電池續航時間。東芝公司旗下半導體與存儲產品公司(2017慕尼黑上海電子展展位:E4.4300)研發的新一代TarfSOI(東芝先進的射頻絕緣體上硅(SOI))工藝—“TaRF8”針對射頻開關應用進行了優化,實現了業界超低插入損耗(0.32db/2.7GHz)。采用新工藝制造的用于移動應用的傳輸射頻開關ICSP12T,其搭載集成MIPI-RFFE控制器,適用于3GPP GSM、UMTS、W-CDMA、LTE和LTE-Advanced標準。
       
      滿足下一代移動網絡需求,不止是射頻器件那么簡單!
       
      除了射頻器件本身的演進外,在整個通訊系統中的射頻系統也隨著新一代移動網絡的演進在相應變化。縱觀手機通信協議的發展,信道帶寬不斷變大,2G時代的200KHz,3G時代的5MHz, 4G時代的100MHz,到了5G時代甚至可能接近1GHz,持續增大的帶寬推動著同構宏基站與小型基站拓撲向更小型的蜂窩基站的強大異構組合演進。
       
      而蜂窩移動網絡則演進了很多年,根據GSMA的市場研究統計,在2020年,全球采用蜂窩連網技術的設備數量將達1,000億臺。對于帶寬和蜂窩無線靈敏度需求的不斷增長,對蜂窩天線到遠程無線電頭端的射頻信號的傳輸提出了越來越高的要求。與此同時,對連接器尺寸和重量的限制也愈發的嚴格起來。
       
      連接器到現在已經被很多人所熟知,其中的射頻連接器在市場中的占有量也是越來越多,主要用于射頻同軸系統。互連產品巨頭Molex(2017慕尼黑上海電子展,展位號:E6.6400)于近日推出的4.3-10 射頻連接器系統和線纜組件,可滿足下一代移動網絡的需求。在低無源互調 (PIM) 下具有高性能的信號傳輸效果、100% 的數據可追溯性,與當前的接口相比扭矩更低。解決方案中包含的連接器與體積比 DIN 7/16 小 30%,重量輕 60%,線纜組件采用一體化的防風雨護罩,正在申請專利當中,理想用于室外的蜂窩點,是未來蜂窩通信微基站連接的不二之選。
       
      互聯汽車新時代,FAKRA射頻連接器是關鍵!
       
      射頻技術除了在通訊行業的大量應用以外,隨著信息技術的發展,車載通訊功能的不斷加強,諸如GPS全球定位系統、衛星收音機、車載互聯網接入、遠程車輛診斷及藍牙的需求,在汽車這個小而全的子系統里射頻技術也扮演著舉足輕重的角色。
       
      由于汽車的運動性,提升汽車對訊號的接收質量依舊是射頻技術研究的課題之一。在車內復雜的接收環境中,從車頂天線模塊到車內中控臺會需約60英尺同軸電纜,通常會在天線附近采用FAKRA連接器。FAKRA射頻連接器是目前汽車廣泛采用的部件,應用于導航系統、遠程控制、 車載電話、車載電視、音響設備、天線等功能,已經發展成汽車內射頻連接的標準,該連接器外殼具有多種顏色,根據用途這些顏色業已標準化。
      作為國際頂端無線射頻和光纖通信技術制造商,羅森伯格專注于射頻連接已經超過 50年,是首家生產并制定連接器的行業標準,并將其應用在車載無線射頻領域的公司。其FAKRA射頻連接器在業內享有盛名,主要用于汽車娛樂音響系統、汽車導航儀、數字信息等,這些經過特別設計的射頻連接器,在大眾、奧迪等主流車型中均有他們的身影。
       
      羅森博格FAKRA射頻連接器廣泛應用于汽車電子中
       
      而全球連接器領域第一大廠TE Connectivity同樣可提供與FAKRA射頻及USCAR標準完全兼容并據此設計的綜合連接器系統。這些連接器系統遵循針對車載資訊及多媒體應用的FAKRA II和 FAKRA I標準,產品系列包括用于各種信息娛樂應用的射頻線束組件,端子和護套等。
       
      來電子行業第一大展,看射頻連接全新動態
       
      無論是通信還是車載娛樂,亦或是航天航空、軍工和軌道交通等領域,在未來萬物互連的新時代中,射頻行業將會經歷漸進式的技術變革而帶來巨大的行業性機遇,我們有理由相信射頻技術革命的無限可能,也許會顛覆我們對于許多傳統行業的普遍認知。

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