低雜訊放大器(LNA)模組後市可期。長程演進計畫(LTE)行動通訊裝置製造商為提升傳輸速率,正大量採納載波聚合(Carrier Aggregation)技術及多重輸入多重輸出(MIMO)天線,造成射頻(RF)前端設計更趨複雜,並引發各種訊號干擾問題;將使能提升MIMO天線靈敏度及傳輸品質的低雜訊放大器,更加受到市場青睞。
英飛凌電源管理及多元電子事業處經理黃正宇認為,LNA將在4G MIMO行動通訊系統中擔當重要角色。 |
英飛凌(Infineon)電源管理及多元電子事業處經理黃正宇表示,MIMO設計最主要的宗旨是增加通訊系統的傳輸率,其中最重要的兩個參數就在於靈敏度(Sensitivity)和頻寬(Bandwidth)表現,這也將牽動分集天線(Diversity Antenna)、天線調諧開關(Antenna Tuning Switch)、接收器等射頻元件的設計走向,並讓射頻前端系統架構日趨複雜。
黃正宇進一步指出,因應上述趨勢,印刷電路板走線長度勢必大為增加;此外,射頻系統在分集路徑(Diversity Path)的設計前提下,會發生各種因電路板走線、用戶手部遮蔽導致的損耗現象,再加上元件之間將存在各種頻率、訊號干擾的問題,上述種種都將降低系統靈敏度,影響MIMO效能,因此要讓整個通訊系統達到真正所謂「零頻干擾」的目標將更為困難。
黃正宇強調,MIMO的通道容量(Channel Capacity)關乎傳輸率,並與頻寬、訊噪比(SNR)息息相關,因此如何改善系統靈敏度,達到更好的訊噪比,進而提升通道容量密度與訊號傳輸率,將是行動通訊MIMO系統設計的重要課題。
有鑑於此,行動裝置品牌廠已開始吹起將低雜訊放大器導入至通訊射頻前端系統的潮流,藉此減少訊號通過傳輸線的損耗,進而改善4G行動通訊系統訊號靈敏度,將MIMO天線效益發揮至極大值。
黃正宇認為,雖然目前低雜訊放大器的應用尚未成為智慧型手機標準配備,不過一線品牌廠,為了達到產品規格、效能差異化,已競相在旗艦級機種內導入此種解決方案。他預期,在4G時代,低雜訊放大器在MIMO系統中的角色將更為吃重。
有鑑於此,英飛凌已推出尺寸僅為1.1毫米(mm)×1.9毫米的四頻LTE低雜訊放大器模組,內含四顆低雜訊放大器,除能改善LTE MIMO通訊效能外,亦可符合載波聚合的規格需求。
值得注意的是,英飛凌近日還開發出市面上首款LNA多工器模組(LNA Multiplexer Module, LMM),該模組整合一顆低雜訊放大器及開關(Switch),大小僅1.1毫米×1.9毫米,相當於四頻LTE LNA模組,不過效能卻可媲美三顆低雜訊放大器。此外,LMM完全捨棄通用型輸入輸出(GPIO)介面設計,改採行動產業處理器介面(MIPI),因而可大幅減少系統繞線數量,簡化電路板設計,並降低整體物料清單(BOM)成本。黃正宇透露,LMM模組目前已獲部分一線手機品牌廠青睞,預計下一代旗艦機種即可望導入該解決方案。