如今的每時每刻，豐富的空中資源為各式各樣的移動通信設備傳遞著各式各樣的信息，近至身邊，遠至太空，似乎無處不見無線通信的影子！人們無時無刻不生活在各種頻率，各種制式的電波所構成的“天網”之中，同時也在隨時隨地享受著各式各樣的便捷通信服務。
但人們在享受技術的同時，可能已經逐漸淡忘技術發展的軌跡。本人堅信，無論何時來評價，十九世紀之初的無線電波的發明，都是人類最大進步之一。自此，世界開始變得越來越“小”，人們的“距離”也變得越來越近！支撐這些豐富業務的背后，首當其沖的就是精益求精的射頻技術！

    射頻主要挑戰和發展趨勢

    在過去幾個季度，各種各樣的驅動因素影響著RF技術。其中，主要因素包括更智能的集成、寬載波頻率范圍以及更高的調制帶寬。從RF設計的角度來看，這些挑戰是為在更小尺寸、更高能效的無線系統中推動實現更高數據傳輸速率而產生的必然結果。

    ADI射頻網絡通信部業務拓展經理Justin Littlefield認為：在上述挑戰中，單獨解決任何一個相對來說可能比較容易，但當它們集中在一起時，在向用戶提供高性能和考慮周全的解決方案道路上，則無疑給RF IC設計設置了更高的障礙。照顧尺寸時，卻沒有深入考慮相關的問題，就可能無法滿足性能要求；為滿足性能消耗了較高的功率卻沒有考慮到足夠的散熱，也將無法滿足現代設計的尺寸和熱約束。

    對于提供可配置解決方案的Cypress公司來說，他們更期待在低功率控制域取得大的突破。該公司無線和USB行銷經理Matt Branda認為：2.4-GHz低功率射頻技術發展很快，由于功率小，使得無線控制的采用比以往任何時候都更為普及。如今我們已經可以看到，在許多領域，如藍牙耳機，無線家庭自動化，工業生產監控/自動化，這些趨勢都激勵著設計師更期待低功率2.4GHz的射頻解決方案，用于無線控制和連通性，作為差異化和改善他們產品的途徑。

    開發這類無線方案時，特別是低功率射頻解決方案，最大的挑戰是：2.4GHz頻段的干擾/擁塞，功耗大，射頻及其協議復雜等。該頻段是最擁擠的頻段，許多不同技術同時工作，這些干擾可能來自無繩電話，802.11b/g/n網絡，甚至是來自微波爐。此外，客戶要求系統能采用各種電源，并在采用低電壓/電流時，能夠在沒有人工干預前提下能夠延長工作時間，有些場合要求能夠采用收集的能量。第三個挑戰是幾乎每一個客戶的解決方案中與射頻和射頻自身協議相關的設計都很復雜，有要求成本低，從而風險很高，Matt Branda介紹說。

    射頻新產品層出不窮

    雖然設計不同領域的各類應用為射頻技術帶來了很多挑戰，但業界努力而不斷地改進和升級射頻技術，相關新產品也層出不窮。例如ADI公司就從天線到基帶的廣闊產品線上，通過覆蓋整個射頻鏈，集中于解決系統級的挑戰。

    從傳統定義的RF器件角度來看，ADI公司在調制/解調、功率檢測(對數和RMS產品)、頻率合成器(PLL和集成頻率合成器)等領域已經明確地樹立了領導地位。過去一年，為保持在這些領域的領導地位，ADI公司推出了性能領先的產品，包括RF放大器、混頻器和許多結合了上述多種技術的集成產品。通過RF產品種類的集成與擴展，ADI有能力向工程師提供為滿足每個客戶獨特需求而定制的系統級解決方案。可能單一的架構或元件不可能滿足所有需求，但ADI公司所具有的元器件專業技術經驗和系統知識，就能使RF工程師的設計能夠滿足他們現在所面對的各種成本、尺寸、功耗和性能要求，Justin Littlefield自信地說。

    而針對上述低功率射頻技術面臨的一系列挑戰，Cypress公司利用CyFi來迎對。Matt Branda介紹說，Cypress CyFi低功率RF解決方案，為業界提供了一個完美的結合，包括可靠連通，節電以及極好的距離，該方案基于靈活易用的PSoC可編程SoC。該方案包括位于PSoC Designer嵌入式軟件中的CyFi協議棧，可選的PSoC期間，以及CyFi收發器(CYRF7936)。該方案聰明地管理DSSS，數據率，能夠實現最少的重傳，使得睡眠時間最長，從而提高了功效。CyFi協議棧表現為一個預置好的、定制PSoC固件模塊，無需復雜的代碼編寫，可以直接在PSoC Designer集成開發環境中使用。此外，CyFi收發器由PSoC器件供電，從而可以取代掉多個分立器件，集成有大量功能，可以在開發過程的任何階段進行重新編程。該方案專為許多應用中的低功率無線傳感器網絡和人機接口而優化，包括家庭和樓宇自動化，遠程控制，醫療健康設備以及工業監控。

    博通公司則更注重“通信融合”的概念，將各種標準基于一體，如各種標準的WLAN、藍牙、FM、GPS等，甚至還在芯片中集成了處理器功能。不久前在《電子工程專輯》舉行的網絡研討會上，該公司借助即將成為主導的WLAN最新標準802.11n力推秉承上述理念、包括BCM4325和BCM4329的Combo技術。不難理解，通信融合的關鍵就在于射頻，需要覆蓋不同的頻段，解決相互間的干擾(包括不同頻段)，協調各種標準的工作。在上述兩款芯片中，為了解決干擾，采用了包括天線、算法等在內的多項專有技術。該公司大中國區總經理梁宜先生介紹說，公司未來仍將致力于研發為融合提供更好基礎的射頻芯片，對各種無線技術平臺加以整合，例如電信的蜂窩技術(3G/4G)、WLAN、短距離無線技術(NFC、UWB)、Broadcast(FM、DVB)、以及導航技術(GPS)等。

    設計簡化與加速

    對于射頻設計來說，無疑是電子系統設計中最難掌握或最具挑戰性的領域。即使提供了設計方案以及完全一樣的BOM，要構成具有穩健性的射頻系統也非易事，況且不同設計師可能會得出不同的結果。這也一直是困擾設計師以及射頻生產率低的原因。如何簡化并加速設計，業界一直在不斷探索新的解決方案，直到最近，業界推出了簡化射頻設計的新概念，即設計平臺。

    所謂平臺，實際上就是比total solution更廣的total solution，除了包括完整芯片集合相關電路外，還包括豐富的參考設計和開發環境及套件，甚至還可以包括培訓，第三方支持，代碼庫和范例，以及其它內容更豐富的專有RF技術。通過如此龐大內容的整合，可以使復雜且枯燥的RF設計得到簡化加速。

    TI公司的CC430就是這一類的RF設計平臺。CC430平臺的首批器件將基于16位MSP430F5xx MCU以及業界領先的CC1101 RF收發器之上。TI低功耗RF收發器具有先進的高選擇性與高抑制性能，確保即使在噪聲環境下也能實現可靠通信。隨著CC430平臺的不斷演進，預期未來的設備會從最新的TI MSP430 MCU與低功耗RF技術中獲益非淺。該平臺硬件樣片的批量供應即將啟動。

    Cypress公司則是通過推出射頻評估參考模塊來加速射頻設計的。通常在設計前需要評估RF IC的性能。RF參考模塊就提供了這樣一種平臺，它一般與帶所需固件的開發或評估工具包連接使用。利用該模塊可進行室內或室外的覆蓋距離測試。該模塊包含有射頻前端系統的所有部分，設計師利用該模塊即可評估出射頻性能并加速設計。設計師既可原樣照搬參考模塊的布局和原理圖或將其作為上手工具從而不必從頭開始。這樣就加快了其產品的上市速度、進而提升投資回報率。

    而實際上，除了上述的硬件平臺方案外，可編程器件也不敢落寞。像賽靈思也在去年推出了基于其FPGA的通信通用平臺核心。其平臺以其高性能、低功耗，具有高度現場升級能力、靈活的可編程能力，也有可能成為TD-SCDMA以及未來LTE通用平臺核心的選項。

    射頻測試保證了RF設計的快速發展

    與射頻技術本身一樣，測試技術在提供設計驗證的同時也同步發展。安捷倫科技最近為中國市場推出了用于3G終端的射頻設計驗證的GS-8800和射頻一致性測試系統GS-8853。該驗證測試系統非常適合于實驗室，手機制造領域以及芯片制造領域的射頻一致性測試。GS-8853支持2～3.5G的多種制式，能夠覆蓋各種帶寬，包括Band 1，II和V。該系統能夠容易地實現Release 6/7 HSPA/HSPA+的技術升級。從而實現了用戶投資的最小化。

另一家專業通信測試廠商Keithley最近也發布了其最新的8×8 RF MIMO測試系統。該系統支持新一代的射頻技術的研發和生產。所支持的MIMO通道多達8個，而且配置靈活。該系統具有優異的性能，采樣同步精度小于±1ns，信號采樣峰峰值抖動也小于1ns，載波峰峰值相位抖動小于1度。該系統基于該公司的矢量信號分析儀和射頻矢量信號發生器，能夠支持802.11n WiFi，802.16e移動WiMAX Wave 2，未來的4G LTE以及UWB等新一代通信技術。另外通過單通道和多通道的靈活配置，可以滿足用戶在不同場合對成本效益的需求。