في أنظمة الاتصالات اللاسلكية، تلعب رقاقات الترددات اللاسلكية دوراً محورياً في إرسال الإشارات واستقبالها. ومن بين هذه الرقائق رقاقات إرسال واستقبال الترددات اللاسلكية - وهي مكونات الترددات اللاسلكية المدمجة - المسؤولة عن تحويل إشارات النطاق الأساسي إلى إشارات لاسلكية. وتحتل هذه الرقائق موقعاً مركزياً في مجموعة واسعة من أجهزة الاتصالات.

1. نظرة عامة على رقائق جهاز الإرسال والاستقبال اللاسلكي

تُعد رقائق جهاز إرسال واستقبال الترددات اللاسلكية مكونات أساسية في أنظمة اتصالات الترددات اللاسلكية الحديثة. ومع التطور السريع في صناعة الإلكترونيات الاستهلاكية، تم استبدال دوائر الترددات اللاسلكية التقليدية المنفصلة تدريجياً بدوائر الترددات اللاسلكية المتكاملة للغاية. في معظم أجهزة الاتصالات اللاسلكية اليوم، تتمحور بنية النظام عادةً حول شريحة أو أكثر من شرائح التردد اللاسلكي، مقترنة بدوائر التردد اللاسلكي الأمامية الطرفية لتشكيل وصلة إرسال واستقبال كاملة.

حتى أن بعض رقاقات الترددات اللاسلكية المدمجة للغاية، مثل تلك المستخدمة في اتصالات الجيل الخامس للهواتف المحمولة، تدمج مضخمات الطاقة ومفاتيح الترددات اللاسلكية ومضخمات الضوضاء المنخفضة وهياكل الهوائيات، مما يعزز من صغر حجم النظام واتساق أدائه.

2. دور رقائق جهاز إرسال واستقبال الترددات اللاسلكية

مصطلح “جهاز الإرسال والاستقبال” هو مزيج من “جهاز الإرسال والاستقبال” و“جهاز الاستقبال”، وهو ما يوضح الوظيفة الأساسية لرقائق الترددات اللاسلكية هذه. وباعتبارها مكونات أساسية للترددات اللاسلكية، فإن رقاقات جهاز الإرسال والاستقبال اللاسلكي مسؤولة عن تحويل الترددات، وتوليف الترددات، والتضخيم، والتصفية، والتحكم في التبديل. وهي تشكل أساس الأجهزة للاتصال المزدوج الكامل.

3. المعلمات الرئيسية لرقاقات جهاز إرسال واستقبال الترددات اللاسلكية

عند اختيار رقاقات جهاز الإرسال والاستقبال اللاسلكي واستخدامها، يجب مراعاة المعلمات التالية عن كثب:

1. نطاقات تردد التشغيل المدعومة

تتطلب أنظمة الاتصالات المختلفة نطاقات ترددات محددة، مثل تلك الخاصة بشبكات الهاتف الخلوي 2G/3G/4G/5G وشبكات Wi-Fi. المعيار الأساسي لرقائق التردد اللاسلكي هو ما إذا كانت تغطي جميع نطاقات التردد التي يتطلبها النظام المستهدف.

2. معلمات الإرسال (TX)

تؤثر هذه المعلمات بشكل مباشر على أداء خرج شريحة التردد اللاسلكي وتشمل:

طاقة الإخراج والكسب

قالب الطيف وجودة التشكيل (مثل EVM، خطأ الطور)

المنتجات غير الخطية (التوافقيات والانبعاثات الزائفة)

مقاومة المنفذ وخصائص الكبت (كبت الموجة الحاملة وكبت الصورة)

3. معلمات الاستقبال (RX)

وباعتبارها شريحة التردد اللاسلكي الأساسية في مسار الاستقبال، فإن معلماتها الحرجة تشمل

رقم الضوضاء (NF) والحساسية

النطاق الديناميكي والخطية (IIP3، P1dB)

الحد الأقصى لطاقة الإدخال ومقاومة التداخل

4. المعلمات على مستوى النظام

تُعد واجهة النظام واستهلاك الطاقة من الاعتبارات الحيوية أيضًا لرقائق جهاز الإرسال والاستقبال اللاسلكي:

متطلبات إمداد الطاقة وإجمالي استهلاك الطاقة

مستوى منطق التحكم وأنواع الواجهة (طرق الاتصال مع معالجات النطاق الأساسي)

نوع الساعة وترددها

4. الاعتبارات الرئيسية في اختيار رقائق جهاز إرسال واستقبال الترددات اللاسلكية

في مشاريع العالم الحقيقي، غالبًا ما يتضمن اختيار شريحة جهاز إرسال واستقبال الترددات اللاسلكية تقييم النظام ككل، بما في ذلك المعالجات وشرائح إدارة الطاقة والمكونات الأخرى. يجب إعطاء الأولوية للعوامل التالية:

1. توافق نطاق التردد

يجب أن تدعم شريحة جهاز إرسال واستقبال الترددات اللاسلكية المختارة جميع نطاقات الترددات التي يتطلبها السوق المستهدف للمنتج.

2. مطابقة أداء ناقل الحركة

من الضروري تقييم طاقة خرج رقاقة التردد اللاسلكي وخصائص الطيف والأداء غير الخطي لضمان توافقها مع مضخم الطاقة ومتطلبات النظام.

3. توافق أداء الاستقبال

وباعتبارها المكون الأول في سلسلة الاستقبال، تؤثر رقاقة جهاز الإرسال والاستقبال اللاسلكي على أداء استقبال النظام بشكل مباشر، وذلك بفضل رقم ضوضاء شريحة جهاز الإرسال والاستقبال اللاسلكي وحساسيتها ومقاومتها للتداخل.

4. تعقيد تكامل النظام

يساعد التكامل العالي في رقاقات الترددات اللاسلكية على تبسيط التصميم وتقليل مساحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور، ولكن يجب الانتباه إلى عدد المكونات الخارجية وإدارة الطاقة ومتطلبات تبديد الحرارة.