高/低功率各不相同，射频电路电源管理这门学问你真的懂么？ 环球即时

除此以外，RF工程师还面临静电放电的难题，它几乎可以炸毁一台设备的电路板。想象一下，在干燥的冬日走过地毯后，手碰触到门把手。咝！在您碰到门把手的那一刻，它只会让您的手臂汗毛竖起来，感到轻微不适，但是，却会让设备产生严重的性能问题，或者甚至损坏敏感的电子元件。每个人都能按下电源按钮，但要设计出电源管理和RF设备，则需要以下的专业知识。

伯克利实验室将高功率RF定义为一个专门的工程领域，主要研究运行频率远高于音频频段的元件和系统。高功率RF应用包括军事和商业雷达、卫星通信和无线基础设施，例如蜂窝基站。工程师必须放大这些系统的功率，以便在长距离和恶劣条件下可靠地传输信号。为此，他们使用了功率放大器(PA)。

出于此原因，大部分高功率RF设备都采用砷化镓(GaAs)或氮化镓(GaN)制造。这两种复合半导体都能处理高功率RF系统产生的热量，但GaN正迅速成为首选技术。GaN放大器具备出色的热性能，能够提供比传统技术更高的输出，且最多能够降低20%的功耗。

(资料图片)

GaN帮助实现了更高频率下的实时通信。以敌我识别(IFF)系统为例，这些系统让民用航空交通管制部门能够识别飞机，并从塔楼上确认它们的距离。

高功率RF设备发展的下一步是毫米波(mmW)：介于30 GHz和300 GHz之间的超高频段，其中许多频率是部署5G无线网络的关键。采用这些频率时，电源管理是一个真正的挑战。

低功率RF主要涉及更低频率的低传输速率、短距离无线通信。应用包括物联网；节能型智能家居设备、恒温器、HVAC、照明控制和家居安防；用于监测停车、交通堵塞、路灯和废弃物管理状况的智能城市设备；以及车联网。

对于所有低功率RF产品来说，电源管理的关键问题在于电池的使用寿命。物联网要能够使用，传感器必须持续很长时间。房主和市民并不希望每年更换设备中的电池，因此工程师必须设计出低功率、能够维持十年或更久时间的解决方案。

更复杂的是，每个低功率网络对功率的要求各不相同，并且有数十个网络之多，包括Wi-Fi、蓝牙、Zigbee 3.0、蓝牙低功耗、Thread、LTE Cat-M1 (LTE-M)和窄带物联网(NB-IoT)。

根据我们在Keysight Technologies任职的合作伙伴的说法，“工程师必须准确测量电池的损耗，了解这些物联网设备的功耗模式，以实现客户期望的长电池寿命。”只有这样，我们才能构建一个网络，以强大的方式将人类和他们的设备连接起来，进而简化我们的生活。

所有功率水平都能通过集成受益。从系统层面来看，将多个组件集成到单个设备能够最小化功率和效率损失，简化设计和网络部署，并且帮助加快各种产品（从雷达到路由器）的上市速度。从设备层面来看，家庭、城市或厂区“设备”具备的互操作性能够最大化生产力，并最大限度地节能。

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