手机,作为移动互联网时代的标配,已经走进了我们每个人的生活。有了它,我们可以随心所欲地聊天、购物、追剧,享受美好的人生。正因为手机如此重要,所以人们对相关技术的发展十分关注。每当有新品发布,媒体会进行长篇累牍的报道,社交网络上也会掀起热烈的讨论。
然而,人们对手机的关注,往往集中在CPU、GPU、基带、屏幕、摄像头上。有那么一个特殊的部件,对手机来说极为重要,却很少有人留意。是哪个部件呢?没错,它就是我们今天文章的主角——射频。
射频,英文名是Radio Frequency,也就是大家熟悉的RF。从字面上来说,Radio Frequency是无线电频率的意思。射频信号,则特指频率范围在300KHz~300GHz的无线电磁波。手机里专门负责收发无线电磁波的一系列电路、芯片、元器件等,被统称为射频系统,简称“射频”。
射频和基带,是手机实现通信功能的基石。如果我们把手机与外界的通信看作是一项“快递服务”,那么,基带的职责是对数据进行“打包/拆包”。而射频的职责,则是将“包裹”通过指定的无线电频段发射出去/接收下来。
从架构上来看,一套完整的射频系统包括射频收发器、射频前端、天线三个部分。射频前端又包括功率放大器、包络追踪器、低噪声放大器、滤波器、天线开关、天线调谐器等多个组件。
射频前端各个组件的作用并不复杂。例如,放大器,就是把信号放大,让信号传得更远;滤波器,是把杂波去掉,让信号更“纯净”;天线开关,用于控制天线的启用与关闭;天线调谐器,主要作用是“摆弄”天线,获得最好的收发效果。
5G射频的挑战在于,5G相比4G,在性能指标上有了大幅的提升。5G的eMBB(增强型移动宽带)场景,将手机速率提升至千兆级甚至万兆级,分别是早期LTE速率(100Mbps)的10倍/100倍。与此同时,为了确保用户愿意升级,5G手机的厚度和重量不能增加,功耗不能增加,待机时长不能减少。
5G射频的黑科技包括宽带包络追踪和AI辅助信号增强技术。宽带包络追踪技术可以精确地控制力量,帮助手机获得最佳的信号发射效率,从而获得更好的信道质量。AI辅助信号增强技术则是将AI技术引入天线调谐系统,实现对阻抗的智能调节,达到最完美的匹配效果。
5G射频系统的创新黑科技还有很多,例如多载波优化、去耦调谐、多SIM卡增强并发等。这些黑科技全部都是技术创新的成果。它们凝结了工程师们的智慧,也为5G终端的顺利推出奠定了基础。