最新のワイヤレス通信システムでは、無線周波数フロントエンド (RFFE) のパフォーマンスによって、システム全体の通信品質、データレート、および消費電力が直接決定されます。その中で、RFスイッチは、小さいながらも重要な役割を果たします。それは、信号経路に沿って「トラフィックコントローラ」として機能し、信号の送信ルートと流れを指示します。
理論的には、理想的なRFスイッチは、干渉を発生させることなく信号をルーティングするだけです。実際には、その挿入損失、リターン損失、分離、高調波歪み、および電力処理機能は、システムのパフォーマンスに直接影響します。
どうすれば膠着状態を打開できるでしょうか。主要なアナログ-デジタルハイブリッドICプロバイダーであるAiwei Electronicsは、高性能RFスイッチで答えを提供しました。
ラジオ周波数トランシーバーリンク
図1 RFトランシーバーリンクの概略図
送信リンクでは、最も重要なパラメータは送信電力であり、受信リンクでは、最も重要なパラメータは受信機の感度である。
送信パワーは、リンク予算の方程式から決定できます。
送信パワーは、リンク予算の方程式から決定できます。
PTX＝Smin－GTX＋Lpath－GRX＋Lother
拡散スペクトル通信の受信感度は、以下の式で求められる（RFの場合）：
一般に、QPSKから256-QAMに進むなど、変調スキームが複雑になるほど、受信機の感度は低下します。したがって、信号品質が悪い場合、受信機は下位の変調方式に切り替えて、中断のない通信を確保できます。ただし、低次変調は通信レートの低下を意味し、単位帯域幅あたりに伝送される情報の量が減少することを意味します。現時点では、NF
無線周波数デバイスのノイズは、信号対雑音比の変化として定義されます。
RFトランシーバーリンクに関する前述の説明に基づいて、次のセクションでは、RFスイッチのパフォーマンスメトリックが信号チェーンにどのように影響するかを分析します。
挿入損失
挿入損失は、RFスイッチを通過した後の信号減衰の程度を特徴付けるメトリックです。高周波スイッチはパッシブデバイスと見なすことができ、その挿入損失はノイズの寄与に相当します。受信経路において、RFスイッチは、アンテナに続く最初のコンポーネントである。ノイズカスケード式によれば、RFスイッチの挿入損失は総ノイズに直接追加され、それによって受信信号の信号対雑音比が低下します。
AiweiElectronicsのRXRFスイッチAW13012HDNRは、B7/B41バンドでわずか0.28dB、N79バンドでわずか0.4dBで、業界をリードする挿入損失パフォーマンスを誇っています。非常に低い挿入損失は、信号対雑音比を効果的に改善する。TRXRFスイッチAW13612PFDR ‑ Q1は、さらにAEC ‑ Q100 (自動車グレード) 認証を通過しました。この製品は、B7/B41バンドでわずか0.33dBの挿入損失を示し、最大40 dBmの電力レベルに耐えることができます。表1は、これら2つのRFスイッチの主要な仕様の一部を示しています。
表1 AW13012HDNRおよびAW13612PFDR-Q1の部分仕様
リターンロス
リターンロスは、信号がRFスイッチに入るときに信号が反射される程度を特徴付けるメトリックです。帰還損失が大きいほど、反射される信号は少ない。高周波スイッチがパッシブデバイスとして扱われる場合、リターンロスが小さいほど、目的の信号パワーの多くが反射され、ノイズパワーは変化しません。それにより、信号対雑音比が低下し、受信機の感度が低下します。
図2パッシブネットワークモデルの概略図
RFスイッチのリターンロスは通常、15 dBを超えることをお勧めします。複数のカスケードRFスイッチを備えたチェーンの場合、この仕様の影響を最小限に抑えるために20dBを超える必要がある場合があります。
Aiwei ElectronicsのSP4TRFスイッチAW13504HFLRは、B7/B41バンドで20dBのリターンロスを達成します。そのSPDTRFスイッチAW13012HDNRは、B7/B41バンドで27dBのリターンロスを提供し、N79バンドでも20dBを超えます。このレベルでの収益損失は、システム設計のボトルネックにはなりません。
表2: AW13504HFLRおよびAW13012HDNRの選択されたパフォーマンスパラメータ
分離
分離は、アクティブポートからの信号が非アクティブポートに漏れる程度を特徴付けるメトリックである。SP4T、SP8T、DPDTなど、より多くのチャネルを備えた高周波スイッチにおいては、送信状態における伝送路が、さまざまな要因により、高周波スイッチを介して受信側の伝送路に干渉を及ぼすことがある。特に、周波数帯域が極めて近接する場合にその傾向が顕著である。SAWまたはデュプレクサのパフォーマンスが悪い場合は、したがって、RFスイッチの分離仕様はさらに大きな注目に値する。
DPDT RFスイッチを例にとると、Aiwei Electronicsは2つのオプションを提供します。1つは高い分離、もう1つは低い挿入損失です。
ハイアイソレーションRFスイッチAW12122HLGRは、6 GHz未満の帯域で最大45dBのアイソレーションを提供するため、RFスイッチングによって引き起こされるセンスの問題を軽減します。
低挿入損失RFスイッチAW12022TQNR ‑ Q1は、2.3〜2.7 GHz帯域全体でわずか0.35dBの挿入損失を示し、AEC ‑ Q100 (自動車グレード) 認定を受けています。信頼性の高い要件を持つお客様に適しています。
表3: AW13524TQNRおよびAW12122HLGRの選択された技術的パラメータ
ハーモニック
高調波は、動作周波数がその高調波周波数に影響を与える程度を特徴付ける指標です。ハーモニックディストーションは、無線規制コンプライアンスに直接影響を与えるため、TXリンクの主要なパフォーマンスメトリックです。例えば、ETSI標準におけるスプリアス放出限界は − 30 dBmである。特定のリンク損失とアンテナ互換性を考慮すると、RFスイッチには一般に-36 dBmまたは-40 dBmの制限が適しています。
最大入力パワー (MaxInputPower)
パワーハンドリング機能は、無線周波数スイッチが損傷を受けることなく耐えることができる最大入力パワーを特徴付けるメトリックです。このメトリックは、TX経路上のRFスイッチにとって非常に重要である。表4は、異なる通信標準のRFスイッチの電力処理要件を示しています。
表4異なる基準でのRFスイッチの最大電力評価
Aiwei ElectronicsのTXRFスイッチはすべて、37.9dBmの最大電力処理能力を備えたアプリケーションに対応できます。AW13612HFLRおよびAW13612PFDR ‑ Q1は、40 dBmを超える電力レベルに耐えることができ、業界をリードするパフォーマンスを提供します。
RFフロントエンドでは、RFスイッチは最も頻繁に使用されるコンポーネントの1つです。これらは、ネットワークモードスイッチング、TX/RXスイッチング、SRS、MIMOなどの機能を実装するために不可欠です。
次の表は、Aiwei RFスイッチの選択ガイドを示しています。シングルポールマルチスロー (SPxT) であろうとマルチポールマルチスロー (xPxT) であろうと、これらのRFスイッチは十分なマージンでアプリケーションシナリオの要件を満たしています。システムの安定性を確保し、将来のアップグレードのための信頼できる基盤を提供します。
表5: Aiwei RFスイッチの選択ガイド
沪ICP备10011954号 |
沪公网安备 31011202011955号
