手機中內置天線FM收音機所用的小型低噪聲放大器

摘要：手機中FM收音機模塊用耳機線作為FM的天線，或是把無源天線集成到手機內部，都不是理想方案。利用有源天線技術可以滿足手機FM收音機模塊對天線的要求。本文介紹了英飛凌有源天線模塊的設計及低噪聲放大器在其中的重要性。

關鍵詞：FM；有源天線；低噪聲放大器；英飛凌

DOI: 10.3969/j.issn.1005-5517.2012.10.016

有源天線技術是指用一個合適的低噪聲放大器直接連接FM的內置天線。所謂的有源天線模塊包含一個單獨的特制無源結構，它直接與相應的放大器電路相連。這種技術在新移動設備應用中快速贏得了認可。高增益，小封裝及高抗靜電能力的低噪聲放大器是有源天線設計的重要因素。英飛凌科技的新一代BGB719N7ESD可以滿足這種有源天線的所有要求。

內置天線的設計挑戰

在設計有源天線時也會遇到一些挑戰。當把天線集成到手機內部時會出現兩個問題。一是，電小尺寸及位置比較低的天線具有高的輸入電抗，低的輸入阻抗及低的輻射效率，使得很難得到其與其他電路的良好匹配。第二個問題涉及到手機內部與FM天線位置靠近的其他天線的發射信號的隔離。這影響到與大多數輻射都有關系的手機底盤中的射頻電流。其他與手機底盤相連的天線或者類似用底盤作為主要輻射子的天線，都將遭受嚴重的信號泄露。

電小尺寸的內置天線將會嚴重地降低天線增益，從而導致比用耳機作為外置天線的低接收靈敏度。為了補償接收靈敏度，必須使用有源天線技術。除了低噪聲放大器這個主要的器件外，外置ESD保護器件及用于分集天線的單刀雙擲開關在有源天線系統里也是十分必要的。單刀雙擲開關可以用于外置耳機天線和內置天線的切換。

利用一個高性能的低噪放可以提高接收機的靈敏度。但是，在上述內置天線系統低噪放設計中會有一些困難。在手機應用中，為了延長電池使用時間，低電流是十分必要的。但是低電流又會影響到低噪放的線性度。其他的需求包括關斷功能，射頻管腳強的抗靜電能力，小尺寸及外圍器件少等。

方案-有源天線

減小內置天線的尺寸將導致較高的損耗從而降低接收機的靈敏度。使用低噪聲放大器及與其相連的天線輻射子可以解決這個問題。由于非常小的尺寸，天線的阻抗非常高，所以除了低的噪聲系數，低噪放還必須和天線的高阻抗相匹配。在手機中的有源天線方案，還要低的電流消耗，關斷功能及高線性度（因為手機中會有較多的頻段干擾）。同時低噪放還需要支持全世界的FM頻段（76~108MHz），高的抗靜電能力以支持系統級的靜電防護需求。（全文請見：htp://www.eepw.com.cn/ article/136800.htm）

圖1 BGB719N7ESD相較于前幾代的產品（BGB707L7）所需外圍器件更少，從而更節省PCB板的空間

表1 電小尺寸天線設計需要低噪放