短距离无线消费电子的RF前端设计要点击破

　　随着系统成本和功耗进一步降低以及产品性能的提高，无线短距离消费电子市场正高速增长。本文将向设计工程师介绍一些市场上出现的新趋势和方案，并介绍RFW102芯片组的特点和应用。

　　短距离无线应用是指可在最远100米范围内传输数据的解决方案。无线短距离应用主要有以下几种：

　　无线局域网(WLAN) 可替代有线LAN连接的高速传输方案(11~56Mbps)。WLAN方案在办公室应用场合很普遍，而且在小型办公室/家庭办公(SOHO)和私人住宅等应用场合也越来越流行。其室内有效距离通常是100米。

　　个人区域网络(PAN) 适用于10米范围内的中等传输率应用环境(有些PAN有时需要更远的距离)。该方案主要针对开放环境应用和产品(蓝牙)。

　　图1：基于RFW102收发器的功能框图

　　无线短距离消费类产品 中低速数据传输应用，有效范围在30米内，该类产品可能跟一些PAN应用有重叠。该类方案一般针对封闭应用环境和产品，目前这类产品存在很多解决方案。

　　射频前端技术趋势

　　由于消费类产品对无线通信功能的需求不断增长，针对这些需求目前存在各种技术方案，而各种技术方案的优越性可用下面五个关键指标来衡量：

　　成本：成本越低，应用越广，市场潜力也就越大。可以这么说，当成本每降低10%，市场潜力将会扩大100%。

　　传输范围：短距离无线方案的适用范围一般在室内30米以内。

　　电源效率：无线设备在许多情况下是由电池供电的，因此电池使用寿命是一个关键指标。这一问题将会间接地反映在成本上，因为功耗大，消费者就必须更频繁地更换电池。即使使用可充电电池，消费者也需要更强劲的电池，以便每次充电后的使用时间尽可能长。

　　服务质量(QoS)：满足数据传输率要求条件下提供可靠的数据链接。

　　高数据传输率：该参数可为无线消费产品市场开辟新的应用领域。过去由于成本问题而无法实现的应用，现在也可通过恰当的设计来实现。

　　一个无线方案一般由RF前端和媒体访问层(MAC)两部分组成。RF前端主要由以下几个性能指标来衡量：

　　链接预算：链接预算[dB] = 输出功率[dBm] - 灵敏度[dBm]。输出功率是指发射时从发射器输出的功率，灵敏度是指接收器的灵敏度。10米室内距离要求至少70dB的链接预算，当前的许多产品都满足这一要求。输出功率一般为0~10dBm，灵敏度为-80~-90dBm。

　　图2：RFW102前端实现电路图。

　　工作频率：消费类产品不能承受频率占用的费用，最好工作在无需申请许可的ISM频段。2.4GHz是唯一全球通用的ISM频段，供应商所使用的其它频段还有900-928MHz (只适用于美洲大陆)和868-870MHz (欧洲的大部分地区)。