运用可调谐射频元件 优化LTE天线性能与尺寸

结杆的弹力就会将RF-MEMS元件恢复为打开状态。基于各种理由，这种弹力通常会比静电力校

恢复弹力较低就表示元件一旦闭合后，将只在驱动电压降至"释放电压"以下时才会重新打开，而RF-MEMS电容器的释放电压远低于驱动电压，大约只有8伏特。在一般运作情况下并不构成问题，因为整合电容器驱动程序会彻底移除驱动电压以打开电容器。

若射频信号中的RMS电压通过某个MEMS电容，且该电压超过释放电压，就会造成已驱动的MEMS元件无法打开，同时也会限制电容器切换至低电容状态时可提供的射频功率。此时的功率等级，又会再次因电路配置和负载阻抗(Load Impedance)而产生不同程度的问题如电压驻波比(VSWR)，故除非已知电路配置，否则热调谐范围就必须依据RMS释放电压来设定。

在一般的通信系统中，调谐器通常会在数据传送流的暂停期间被重新设定，这就是所谓宽带分码多重接取(WCDMA)的"压缩模式"，或非连续发射(DTX)的一般通信状态。另外，许多需要热调谐的系统都以较低的RMS电压运作，所以一般并不需要超出全功率范围的热调谐功能。

可调谐射频应用广　导入移动设备商机可期

许多商业通信系统可因高性能的可调谐射频元件而获益，如手机和可携式平板计算机二种平台的操作经验深受天线功能的制约。其中，尺寸上的限制，常让天线设计人员束手束脚，以至于很难在50欧姆的元件限制中，设计出足以匹配各频段运作的天线，尤其是目前各种手机不断增加频段，将使得问题更加恶化，迫使天线设计人员牺牲天线的辐射效率(Radiation Efficiency)，以便匹配各频段运作能力。

为解决上述问题，可调谐射频元件可应用于建立馈电点调谐器，以优化天线的各个频段，达成最大辐射效率，而不只局限于50欧姆。此调谐器将能针对各波段操作进行调整，以让收发器符合天线负载。举例来说，专注于供应可调谐射频半导体产品的WiSpry，旗下的调谐器产品调节能力均超过19：1 VSWR，且只要使用专用宽带电路配置即能跨824M～2,170MHz频段。

不仅如此，WiSpry调谐器采取开放回路(Open-loop)控制，在这种配置状态下，WiSpry采用业界标准数字总线格式的手机芯片组中的一个处理器(通常是基频处理器)来进行控制。至于下一代的调谐器，将于内部环路中加入闭锁回路(Closed-loop)调谐应用、功率传感器与反馈控制器等。这样一来，传感器也必须能侦测功率低于热调谐水平的情况，并及时更改设定。

RF-MEMS具高度电容器调节能力

除了馈电点调谐器的应用，可调谐射频元件还能搭载于天线负载调谐器、可调谐滤波器，以及可调式功率放大器(PA)。首先，天线负载调谐器能利用可调谐RF-MEMS电容器元件，通过直接将可变负载加进天线结构的方式，直接更改天线共振，让天线能靠着调谐设定来反应不同变化，形成另一种折衷辐射效率和符合多频段的方法。

其次，可调谐射频元件则可用于共振电路配置，并在特定频率提供一带拒或带通响应，这些回应都可用于RF-MEMS电容器调节，且能提供控制效果良好的数字可调谐射频滤波器功能。

最后，针对可调式功率放大器的应用，RF-MEMS元件也可加以调节，并进一步优化，使其适应各种不同运作模式(线性与非线性)、功率等级和频率。基于效率考虑，大部分的商用功率放大器都运用传统的梯形网络来配合输出，相较于电感应只能通过传统、不可调节的方式达成，RF-MEMS电容器却能提供可调节的电容元件。

可调谐射频助拳　LTE系统再进化

上述各项可调谐射频元件的优势，为手机产业各环节带来许多好处，经营者能以较低的基础设备成本来增加网络带宽、增进可用性与区域平台的程序可编程性，更有机会通过更高质量的服务及提升客户满意度的方式，达成减少客户流失的目标。

此外，手机制造商除能实现多dBs的性能增益，并降低物料清单(BOM)成本及复杂度之外，还能做出更小巧轻薄的外观、降低库存量(SKU)，并让产品快速上市。

而用户方面则能减低电话漏接机率，并能使电池寿命延长35%以上，且可用更低的价格买到更多功能的手机，还能随时随地立即通话。拥有这些优势的可调谐射频技术，未来可望成为LTE的中流砥柱。

作者：Art Morris，技术总监，WiSpry公司

以下是wiSpry关于可调谐RF趋势的视频演讲：
http://www.mwrf.net/video/seminar/2013/2.html