『這個知識不太冷』系列，旨在幫助小伙伴們喚醒知識的記憶，將挑選一部分Qorvo劃重點的知識點，結合產業現狀解讀，以此溫故知新、查漏補缺。

如今的制造商面臨著一個重要的架構決策。他們可以嘗試在不斷縮小的設備區域內增加更多的天線，但這有可能降低天線性能，從而影響設備的整體性能?；蛘?，他們可以選擇使用新的替代方案：天線復用器，該器件可減少添加天線的需求，并可滿足共存濾波和插入損耗要求。

為何如今的設備需要使用天線復用器 ? ?

我們回頭再看看《了解 RF 前端和濾波器》的圖7，該圖顯示了天線復用器和多路復用器之間的不同。注意，天線復用器用于天線附近以降低復雜性，而多路復用器更靠近射頻前端(RFFE)，位于功率放大器(PA)附近。

天線復用器解決了5G系統無線制造商面臨的一個關鍵挑戰：在工業設計不斷演進，導致可用的天線區域不斷縮小的情況下，如何應對射頻 (RF) 復雜性的急劇增加。通過利用天線復用器，制造商能夠使用更少的天線滿足新的5G頻段、4x4多路輸入/多路輸出(MIMO)、多樣性功能和其他新要求，同時不會對現有外形尺寸或功能產生影響。

在移動設備Wi-Fi應用中，天線復用器濾波器在降低設計復雜性和促進共存方面發揮著關鍵作用。它們還有助于提供高度隔離，幫助降低天線設計中的隔離參數，并允許使用成本更低的天線。如此一來，RFFE隔離參數不再需要完全依賴于天線。這可將天線和屏蔽的成本降低高達20%。

增加新的蜂窩和非蜂窩頻段提高了所有無線電子設備中射頻(RF)路徑的總數，包括智能手機、汽車、Wi-Fi網關等。例如，一部典型的5G智能手機（支持毫米波(mmWave)和超寬帶(UWB)頻段），其 RF 路徑數量是傳統4G手機的兩倍。如今的許多手機需要六根或更多天線來使用主蜂窩和各種接收功能。每條RF路徑都需要連接至天線，但因為可用空間有限，要將天線的數量翻倍根本不可能。

此外，增加天線數量意味著它們必須彼此靠近，從而會降低天線之間的隔離度。這會導致耦合相關問題，從而增加射頻前端 (RFFE) 中存在非線性元件的可能性，使接收器的靈敏度降低。

圖1顯示了多個頻段；注意這些頻段彼此的連接有多緊密。例如，Wi-Fi 2.4 GHz和GPS L5都落在低頻段和中高蜂窩頻段之間。

? 圖1：智能手機設備中使用的多個頻段

天線復用器有助這些單個頻段彼此共存。它允許通過一個天線傳輸大帶寬，為工程師降低了使用天線的復雜性。然后，由天線復用器將這個大帶寬分成多個波段。如果沒有天線復用器，就需要使用更多天線和開關。

天線復用器在分離單個低、中、高蜂窩頻段、Wi-Fi和GPS（L5、L1）信號方面發揮著關鍵作用，同時有助消除干擾和降低系統損耗。在圖2中，上方的智能手機圖片顯示天線上有許多個單獨的濾波器。此外，左上角的圖像中有三根天線。底部的智能手機圖片顯示在這種設計中采用天線復用器如何幫助降低復雜性、組件數量和尺寸。如左下方的圖所示，使用天線復用器之后，您可以將天線的數量從3個減少到1個，還可以將組件數量從4個減少到1個。此外，如右下方的圖所示，增加天線復用器可以將組件數量從4個減少到2個。這證明了天線復用器能夠讓系統工程師更輕松地構建設計。

? 圖2：智能手機有或沒有天線復用器解決方案 ? 天線復用器為系統和模塊設計人員提供了許多優點。它不僅減少了所需天線的數量，還在降低系統級減敏率的同時盡可能提高了性能。它還有助提高設計靈活性，以支持架構和工業設計方面的變化。通過使用天線復用器，智能手機等設備可更有效地利用現有的天線面積，同時增加對新頻段的支持，且不會對現有外形尺寸或功能產生任何影響。

深入了解天線復用器技術 ? ? ? 現在您已經了解了使用天線復用器的原因，下面來看看其使用原理，您將了解天線復用器和隔離的類型。 ? ①了解天線復用器的類型 圖3顯示了多種天線復用器版本，它們都使用單根共享天線。例如，圖中右上角所示的三工器分割了傳輸至一根天線的Wi-Fi、中頻段和超高頻段，同時提供實現最優共存所需的帶外(OOB)抑制。圖3中剩余的兩個天線復用器功能相似，但通過在系統中尋址蜂窩網絡、Wi-Fi和全球導航衛星系統(GNSS)來實現。但是，可以實現多種天線復用器濾波器組合。

? 圖3：一些天線復用器示例 ? ? ②了解天線復用器隔離 和多路復用器一樣，天線復用器也需要在濾波器和頻段之間提供高度隔離，如圖4所示。該圖顯示了在該天線復用器中測量隔離的全球定位L5和GNSS濾波器。 ?

? 圖4：天線復用器隔離測量 ? 右圖顯示的是集成在同一封裝設計中的兩個濾波器之間的信號隔離水平。通常，基于聲波濾波器的天線復用器具有最佳性能，因為它們集成了低插入損耗、多頻段共存的地址OOB抑制功能，且共用天線的RF頻率之間具有高隔離度。它們還支持適用于5G、Wi-Fi和UWB的超高頻率。

審核編輯：黃飛