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丁丁一进一出动态图报道丁丁一进一出动态图5G行业发展,推动射频前端发展分析[图]_丁丁一进一出动态图官网资讯

2019年06月11日 14:00:37字号:T|T

    射频前端即RadioFrequencyFront-End,简称RFFE,是天线和射频收发机之间的射频电路部分。通俗的理解方式就是靠近天线部分的设备就是射频前端。以国产偷拍国产精品网接收信号为例,空气中的无线电磁波信号经过天线转换为有线信号,之后送入射频前端部分。在射频前端部分中,电磁波从天线出来先进入天线调谐器(antennatuner),它是连接天线和后续电路的一个匹配网络。接着信号经过分集开关(diversityswitch),为移动和基础设施应用提供低插入损耗、高隔离和出色的线性度。之后是个双工器(diplexer),双工器用于天线输入输出部,拥有在收发时分类或混合2种不同频率信号的功能,并且还用于CA(carrieraggregation)电路中。再然后信号经过射频开关送到滤波器电路,射频开关负责接收、发射通道之间的切换;滤波器负责发射及接收信号的滤波;最后经过低噪放,低噪声放大器主要用于接收通道中的小信号放大,同时抑制噪声在可接受的范围内,供后续的收发机处理。接收机/发射机用于射频信号的变频、信道选择。信号的发射路径中各部分的作用与接收路径几乎相同,但是发射路径不再使用低噪放而是功率放大器(PowerAmplifier,PA),用来放大信号作为发射使用。

射频前端结构示意图

数据来源:公开资料整理

    5G时代通讯标准进一步升级,带来国产偷拍国产精品网射频前端单机价值量持续快速增长。智能国产偷拍国产精品网射频前端的市场规模在2016年达到101亿美元,预计2022年市场规模将超过227亿美元,复合增长率达到14%。国产偷拍国产精品网射频前端价值量在5G时代有望成长至22美金以上。滤波器是射频前端市场中最大的业务板块,5G时代国产偷拍国产精品网频段支持数量将大量增长,带动单机滤波器价值量快速增长,其市场规模将从2016年的52.08亿美元增长至2022年的163.11亿美元,年均复合增速达到21%。

2016-2022年丁丁一进一出动态图射频前端各细分零部件市场规模及预测

数据来源:公开资料整理

    高频信号相较于低频信号来说其频段更为宽广,5G时代通信传输的频率更高,因而对高频PCB板与高速PCB板的需求更高,从而覆铜板高频基材与高速基材需求量增加。5G基站中DU与AAU中的天线反射板、背板、TPX&PA电路均采用高频基材,且对高频基材的性能要求更高,需要高频基材在保持介电损耗最小化的状态下维持介电常数稳定,因而5G时代高频覆铜板的需求与附加值都将得以扩张。

    一、4x4MIMO

    4G对于MIMO的要求是选择性的,5G对于1GHz以上下行链路4x4MIMO则是必须要求,新增加了n77波段并对LTE频段重耕,例如原有的4GBand3重耕为5GNRn3。4GLTE的接收分集是两个接收路径,到了5G则需要4G接收路径。对于已经支持4GLTEMIMO的国产偷拍国产精品网来说,这个要求不会造成很大变化,而对于目前不支持4GLTEMIMO的国产偷拍国产精品网来说则增加了RF的复杂性和天线的带宽,也就是说需要4个单独的RFFE路径和4个天线。如果考虑到2x2MIMO上行链路对应的n77,n78,n79和n41波段,这个问题会更加复杂。

    这种架构的变化带来的首先是天线调谐器重要性的加强。如今的智能国产偷拍国产精品网越来越依赖于天线调谐技术来提高发射效率,在5G过渡的过程中,天线调谐技术会更加重要,天线的数量在有所保证的前提下,每一个天线都要保证宽频下的高效率。双工信号在如今国产偷拍国产精品网中应用很广泛,但是5G会引入新的信号路径分配的复杂性。在高频波段信号配合双连接上行链路的要求下,信号到天线的路径分配会产生重大变化。直接双工器将会被高性能天线复用器取代,这些天线复用器可以使得连接数最大化,同时也可以满足严格的载波聚合抑制要求,同时保持低插入损耗。RF的复杂性要求在提高,但是空间上的分配却不会增加,因此射频前端会采用模组化来节省面积,射频前端模块将会同时集成PA、开关、滤波器、LNA等等。

    二、宽带和新波形

    在如今LTE高端型国产偷拍国产精品网中,多采用的是包络追踪技术来配合PA降低功耗。包络追踪技术可以通过追踪射频信号能量,来不停地调整PA的电源电压,从而优化PA效率。但是包络追踪目前的技术只能支持到60MHz带宽,在5Gn77和n79波段进行载波聚合后可以达到100MHz带宽,包络追踪技术此时无法满足带宽要求。因此PA需要工作在平均功率跟踪(APT)固定电压模式下,来支持宽带的5G传输,同时PA的效率会下降。

    PA的线性度的要求也大大增加,这是由于5G增加的新波形,CP-OFDM与大量信道组合具有更高峰值平均功率比(PAR),所以在5GPA中实现更大的回退(backoff)。工作在回退模式意味着必须降低PA的最大输出功率,以便使整个信号在PA传递曲线的线性区域范围内。这样做会给PA的线性度和效率的折中带来更大的困难。

    5GRFFE还可能需要支持LTE中与5GFR1重合的频率,对LTE向下兼容。考虑到电池寿命,国产偷拍国产精品网制造商希望尽可能使用ET来保证PA效率,这意味着使用ET进行LTE传输和采用60MHz带宽的5G信号。因此,PA在ET模式下工作时必须提供高饱和效率,在APT模式下则必须具有高线性效率。在宽带APT模式和相对窄带的ET模式下PA的的工作模式,给RFFE供应商带来很大挑战。此外,在ET和APT模式之间切换需要复杂的电源管理。

    先行的5G模组可能只在特定的频段工作,只满足最终版的5G部分要求。但是5G基站中,对应eMBB和工业及汽车应用,必须是在各个标准中相互兼容的,也就是说5GRF硬件必须能够服务5GFR1和5G毫米波FR2频段。

    5G通信技术的变革会给国产偷拍国产精品网终端射频前端设计带来很多挑战,如天线数量增加对空间的挤压、非独立组网双连接带来的复杂度提升、上行链路4x4MIMO对射频器件用量的需求、宽带和新波形采用迫使的功率放大器技术更新、LTE频段重耕带来的设计复杂性等。5G带来挑战的同时也给射频前端市场带来新的机遇,根据调查数据预测,射频前端模块市场会在5G的影响下于2023年达到352亿美元的市场规模。

    相关报告:智研咨询发布的《2019-2025年丁丁一进一出动态图射频前端模块行业市场研究及投资前景预测报告》

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