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ParaScan全新射频调谐技术解决方案

时间:2020-12-14 点击:

随着移动通信设备与技术的不断创新与发展,手机作为最普通的移动通信工具,其市场需求的不断扩大与竞争环境的日益成熟吸引了大批手机制造商的眼球。在无线通信 3G 时代的背景下,手机制造商将技术不断投入到开发能够支持更多频段和精简射频架构的手机上,将 3G 手机中使用的 GSM、EDGE、WCDMA 和 HSPA 等多种频段和空中接口模块整合在一个高度集成、经过优化的 RF 模块中。对 RF 芯片技术的不断完善与升级已经成为 3G 手机设计射频方案的关键。然而随着手机尺寸的不断减小以及用户对手机性能期待度的提高,传统手机集成电路和组件逐渐成为无线通信发展的限制。在这种技术瓶颈下,专注于生产手机薄膜材料的 Paratek 公司引起了业界的关注。

成立于 1998 年的 Paratek 公司是一家位于新罕布什尔州的私营企业。Paratek 公司的投资者包括了北极星创投(Polaris Venture)等一些风险投资公司和欧洲最大的芯片厂商意法半导体。从成立之初起,Paretek 公司就专注于专有的可调谐 RF 材料技术(ParaScan)的研究,开发出的该种薄膜材料可以用于生产可改善手机性能的集成电路和其它组件,同时也可以减少天线等手机组件的数量和尺寸,满足了每一个 RF 的前端需求标准,并成功解决了降低功耗、增强调谐范围和高 Q 值等众多技术问题。 ParaScan 作为 Paratek 的基础技术,为无线领域提供了全新的射频调谐技术解决方案。

领跑射频调谐技术

Paratek 公司专为无线移动设备设计和制造具有自适应性的前端射频元件解决方案。Paratek 的产品为兼容多模式和多波段的操作实现了三个方面的应用:

1. 自适应阻抗匹配模块(AIMM)

2. 宽带滤波器和预选的射频前端设备

3. 无线电天线频率调谐器(RAFT)

领先的材料技术

Paratek 公司的所有产品都是基于两种被称为 ParaScan 和 ParaStak 的专有可调材料技术。ParaScan 技术主要是通过生产一系列专用的复合陶瓷材料,实现无源 ParaTune 调谐器 IC 的设计,这些射频可调电容电路进而被用于过滤器、功率放大器芯片、自适应天线匹配电路和移相器等。作为 Paratek 的基础技术,ParaScan 为无线领域提供了全新的射频调谐技术。

ParaStak 可调频材料技术最引人注目的特点就是它复杂的射频电路和极小的体积。ParaStak 在一个单一封装中使用业界标准的部件和技术,将 ASIC 芯片和无源器件结合。该技术与 RF 和数字 ASIC 器件协同工作,并采用了专有的 3-D 叠加和小型化射频组件及其功能块。ParaStak 的小封装和较少的引脚意味着卓越的性能和高度微型化成本的减少。

核心材料 ParaScan 和核心产品 ParaTune

ParaScan 和 ParaStak 共同形成了射频产品和解决方案的基础。同时,ParaStak 的自适应阻抗匹配技术在改善功率放大器的效率、线性,链路余量,天线的尺寸和电池寿命的同时也改善了所有调制协议下整个射频系统的能量传递。

由于单一的天线只能覆盖固定的频率范围,电子设计师们往往被迫需要多种天线以覆盖更广泛的带宽。这种情况直接阻碍了超薄手机的造型需求。RAFT(Radio Antenna Frequency Tuners,无线电天线频率调谐器)技术以其可大幅缩小天线体积而备受重视。RATF 取代了传统天线的馈电点上的固定元件,最大化每个波段的能量移交,使得天线体积更小,性能提高并实现了多波段额自适应性。

更好的无线通信

Paratek 的产品将允许客户在无线通信行业实现以下目标:

1) 客户可以依靠仅有的一个可调天线发送和接收多个频段的信号。高度微型化和高效率的天线将匹配任何通讯波段。这种调谐功能将显著提升下一代商业移动设备和依托软件的政府 / 军用无线电设备的性能;

2) 对抗阻抗不匹配的影响。Paratek 的自适应阻抗匹配模块(AIMM)在自动感失配条件下,可瞬间调整阻抗 50 欧姆。这个闭环系统具有广泛的可调谐自我纠正控制功能,以优化天线和任何移动设备环境的功率放大器的性能。

3) 延长电池寿命,减少部件数量。使用 AIMM 模块,通过整合、优化的负载匹配不同频段和运作模式可调谐功率放大器,可以显著提高移动手机的电池寿命。

4) 充分利用新的宽带滤波器。Paratek 提供的基于固定过滤技术的宽带滤波器可帮助客户减少尺寸,减轻重量,降低功耗。Paratek 已交付和部署的过滤器可在 30 至 450MHz,225-960MHZ 和 1350-2500MHz 频段之间运作。同时 Paretek 正在不断优化方案以扩大频率覆盖到 5GHz 并最终实现到 20GHz 的目标。

ParaScan 射频调谐技术的创新型材料

ParaScan 是 Paratek 公司发明的一种射频调谐专用的薄膜材料, ParaScan 也是一个整合的专利,包括一系列复合薄膜陶瓷材料,其介电常数可随着不同直流电压而变化。ParaScan 是可调的 IC ParaTune 系列的基础技术,它可以在短时间内生产大量的配置 ParaTune 调谐器 IC,以满足特定客户的需求。同时也可以灵活地应用在无线元件和产品的设计中,提高生产效率。

ParaScan 的性能与优势

电压可调的 ParaScan 具有特殊的性能,包括出色的线性度、谐波性能,极低功耗以及高 Q 值(1001GHz 和 2 GHz 时超过 80)。ParaScan 还可以提供高电容密度(大于 70 dBm 的 IP3),同时开关速度非常快。使用 ParaScan 作为材料生产的电路,由于掺杂了可调元素,可以为多种元件提供支持,这些产品可被应用于可调谐滤波器、天线和功率放大器匹配电路,自适应阻抗匹配模块(AIMM)等。其结果是产生了电压可调的 RF 前端元件和下一代无线产品,包括移动设备天线的新产品类。

与其它传统的电容调谐方法(如基于 MEMS 的集成电路,变容二极管和砷化镓)不同,ParaScan 的功能不断调整,同时保持超快速响应时间并使用行业标准的包装。ParaScan 最重要的一个优势是通过一系列阻抗以实现低损失调整,这将使新一代的无线产品可以更好地发挥性能,并且反应更加迅速。

与半导体调谐二极管相比,ParaScan(以及使用 ParaScan 生产的 Paratek 集成电路)能够提供更好的线性度,更大的谐波抑制,更高的功率处理能力以及小于 100nA 的漏电流。ParaScan 减少了 RF 损失,降低了介电击穿的概率,因此最大限度地减少了漏电流,最终延长了元件寿命和产品的可靠性。相比纯 BST 材料,由于专有掺杂 ParaScan 材料,Paratek 已成功使漏电流下降到非常低的水平。设计工程师们将可以在他们的下一代无线应用中使用 ParaScan,并享受其带来的性能改善。

产品的用户满意度

ParaScan 被用于生产可调 ParaTune 系列 IC,这些产品都属于 Paratek 且为集成可调谐产品提供了基本构建块,这些产品包括 AIMM( AdapTIve Impedance Matching Module,自适应阻抗匹配模块)和 RAFT(Radio Antenna Frequency Tuner,无线电天线频率调谐器)。AIMM 和 RAFT 将无线设备的功能和性能提升到一个新的水平。使用 AIMM 或 RAFT,现有的多波段天线设计将被优化,这意味着在所有操作模式下具有更好的 3G 性能。使用手机的用户将体验更长的通话时间、更持久耐用的电池寿命、较少遗漏或掉线等众多优势。运营商将能够提供比以往任何时候都有利可图,内容丰富且更加可靠的应用服务。性能更好的手机,也将帮助运营商减少他们的基础设施的投资。更妙的是,得益于射频调谐功能,用户最青睐的小而薄的手机将拥有比以往任何时候都优秀的性能。

Paratek 始终坚持与客户协同合作,时刻仔细聆听客户的需求和改进意见,然后调整技术以适应客户的项目进行。虽然客户的需求不同,但 Paratek 的方案具有极强的自适应,因此可以很容易地对方案进行微调以适应特定的工作频段,频率范围和行业协议。

携手打造无线通信新高度

Paratek 以其领先的射频调谐技术以及优质的客户服务赢得了业界广泛的认可与信赖,无论是商业手机客户还是政府机关,都有过众多成功的实践案例。公司现正与几个主要的 OEM 厂商合作,同时还与大多数供应美军移动无线台的主要承建商建立了合作关系。Paratek 的主要技术已经获得了全球手机市场的青睐。

作为高性能智能卡天线和可调频 RF 前端供应商,Paratek Microwave 公司已经和 In-Q-Tel 签署了一项策略投资和发展协议,后者是一家来自美国 CIA 情报局的创投资金。据称,透过使用 Paratek 公司的 ParaScan 材料技术,可以在一定范围内进行电子调频,并且扫描天线电波。Paratek 公司的技术适用于可调电容器、滤波器、前端选频器和相位转换器,OEM 厂商可以用来设计小型化的无线射频前端和智能卡天线。In-Q-Tel 执行长 Gilman Louie 表示:“Paratek 公司的商业应用和政府之间有绝佳的合作前景,利用 Paratek 的可调材料技术和小型化 3D 封装经验,可以用在软件定义、频率感应无线接收和无线组件。”

另外,Paratek 和意法半导体宣布达成战略合作伙伴关系,共同向手机市场提供可调谐射频产品。凭借意法半导体在 IPADTM(无源有源一体化器件)领域的多年研发经验和全球市场龙头地位,合作双方将在高质量、高可靠性的可调谐电容器内实现 ParaScan 技术。新产品可让手机实现动态调节阻抗匹配,从而提高功率放大器的能效,延长电池使用时间,同时减少电话掉线或未接呼叫的概率。意法半导体在无线便携应用中的技术让完整系统解决方案的大规模生产成为现实。

Paratek 黑莓手机厂商被 RIM 收购

2012 年三月黑莓手机厂商 RIM 已经收购了 Paratek Microwave 公司。黑莓公司当时称:“Paratek 公司的自适应无线电频率技术能够改善手机电话质量和延长电池使用寿命。Paratek 的调频技术有可能帮助 RIM 的黑莓(BlackBerry)设备更快上传和下载大量数据”。

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