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技术文章—汽车RF射频前端设计技巧

过去汽车只是一种简单的运输方式,然而,现在的它,可实现一定程度的自主驾驶,还可以实现网络通信并且还能提供娱乐服务。为了让汽车实现上述互联功能,汽车RF工程师又该克服汽车设计中的一些最大的RF挑战呢?今天就给大家具体介绍一下。

首先看一个RF通用系统的示例,所示如下图:

image.png

通过上图可知,汽车RF生态系统的变化给RF系统设计人员带来了哪些挑战,具体挑战内容如下:

1.将多个支持不同标准的器件集成到汽车中,有时集成到一个模块2.由于许多支持不同标准的器件相邻,存在共存问题3.最大限度地减少电子部件发热4.更加关注功耗,因为所有车辆设备都使用同一个电池电源5.确保产品组件具有长期可靠性

已知了上面的挑战,给出的具体设计技巧有几下几点:

一、选择汽车RF元件时需要的基本设计技巧

1.使用高度线性的有源或前端设备。2.使用能够尽量减少RFFE中的插入损耗和减少总RF链路预算的组件。3.关注RFFE的效率、电流消耗和功耗。4.使用高性能RF滤波器,以尽量减少插入损耗、温度漂移和干扰。5.考虑使用在单个封装中整合传输、接收和过滤功能的组件。6.使用符合IATF和IEC行业标准的汽车应用级产品。

二、解决RF共存问题的设计技巧

在设计中使用高性能RF滤波器和高线性度有源器件1.滤波器可以减少无线电信号之间的带外干扰。2.共存滤波器可以减轻传输信号可能存在的灵敏度降低现象。

滤波器的选择注意事项1.隔离共存频段。2.具有较低的插入损耗,以尽量减少传输功耗。3.优化接收器灵敏度。

三、将更多的功能集成到前端模块(FEM)或滤波器模块中有助于简化RF设计

四、天线和 RFFE的设计技巧

将鲨鱼鳍模块中的天线和 RFFE 组件安装在车顶,尽可能靠近信号输入,并设在任何布线之前。通过靠近天线集成RFFE,可以最大限度地减少NF并提高信号性能,而保持低NF也有助于提高接收器灵敏度。

image.png

五、热管理

缓解发热问题,需要注意以下关键参数:1.RFFE 效率2.电流消耗3.功耗

有助于解决与热有关的RF问题:1.使用组件制造商提供的PC板布局文件和评估板。2.使用随温度条件变化最小或没有变化的RF滤波器。3.使用高线性度前端产品。

六、延长电池使用寿命的方法

1.使用功耗低的设备解决方案。2.了解空闲和运行期间的RFFE功耗。3.使用随温度条件变化最小或没有变化的滤波器。

七、可靠性和长期性能

选择专为汽车应用而设计并且已经通过IATF和IEC认证测试的产品,有助于确保您的RF系统长期稳定地工作。


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