以高速传输数据并能传送图像为特征的第三代（3G）移动通信系统对通信设备提出了新的要求，同时也将毫无疑问地引发新一代移动终端的革命。WCDMA、CDMA2000 和TD-SCDMA 作为3G通信标准已获得国际电联（ITU）的认可，它们将兼容第二代移动通信系统并在其基础上投入运营。因此，相应的3G移动通信终端必将要求满足多模式和多频段工作的需要。多模、多频段手机研发取决于先进的元器件，而前端射频元器件一直是研发的“瓶颈”所在。本文简要分析和概括3G移动通信中相关射频元器件的现状和研发进展，同时也报道一些最近的研究成果。

3G移动通信系统参数
　　3G移动通信的相关参数如表1所示。从表中可以看出，不同标准的系统参数有很大差别，而且工作在不同频段。3G移动通信系统的工作频段与目前的 2G移动通信系统（GSM，CDMA）相差甚远：在中国，GSM工作在880～915MHz （up），925～960MHz (down) 和1710～1785MHz（up），1805～1880MHz （down）频段;CDMA工作在824～849MHz (up), 869-894MHz (down)频段。因此，多模手机的射频元器件需满足多频段工作的要求。

天线
　　天线，作为移动产品的必不可少的关键元器件，其辐射效率、 方向性、带宽和阻抗匹配等特性对通信产品将产生很大影响。同时，它还能给移动通信产品带来许多附加价值，如小型化、轻巧、美观外形和低辐射等。在手机天线中，拉杆天线因其尺寸大而将淡出市场。取而代之的将是介质共振天线和微带天线。介质共振天线的优点在于宽带和小型化，陶瓷天线则同时提供进一步集成的可能性。图1是最近研制成功的TD-SCDMA陶瓷天线及其测试结果。

　　这种陶瓷天线，具有结构简单、易于加工、适于多频段工作、内置且易于集成等特点，在3G移动通信中具有很大的发展潜力。它还易于实现天线加载技术，并向集成化发展，实现低SAR、分集及无线终端天线阵列的设计。陶瓷天线目前研究的重点在于多带天线以满足新一代无线收发信机的要求。

　　介质共振天线进一步小型化需用高介电常数的介质材料，这将引起天线辐射效率的降低。解决这一矛盾的方法是利用光子带隙材料。光子带隙的设计是目前研究的热点。微带天线的优点在于便于集成，而其缺点是只能用于窄带系统。利用微加工技术产生的特殊基底结构可增加带宽，这方面的工作正在进行中。在天线设计中，一方面要面对小型化的挑战，另一方面，又要遵循天线本身的设计规则。因此可以说，天线的设计正变为一种艺术：同时兼顾小型化、带宽及辐射效率的要求。

滤波器
　　当今移动产品的射频前端滤波器或双工器主要用声学表面波(SAW)滤波器或陶瓷滤波器。SAW以其体积小、质量轻、较大形状因子与品质因数和高带阻广泛用于射频前端和中频。满足于多模、多频段的移动终端的SAW双工器或多工器乃至滤波器库已进入市场。然而SAW器件的插损一般较大（1～2dB）、难于集成,同时在高频下难以处理大功率，一般用于2GHz以下的无线通信系统中。陶瓷滤波器的特点是插损小，能处理大功率，易同天线、开关集成，原则上可用于很高频率。但是陶瓷滤波器体积大，形状因子与品质因数较小，因此，陶瓷滤波器难以用于多带多功能3G移动通信系统中。近年来薄膜声学体波共振技术(FBAR)给射频前端滤波器小型化和集成化带来一线曙光。当然，许多问题涉及工艺控制与封装过程还有待解决。典型的FBAR测试结果如下：

　　FBAR技术带来的高Q和高耦合系数可以与高级的陶瓷和声表面波振子媲美。目前已实现的Q值超过1000，与基于陶瓷的产品相比较，FBAR技术在小型化方面占有绝对的优势，可以实现小于目前基于陶瓷产品10%体积的产品。FBAR的电特性已达到目前CDMA和PCS陶瓷双工器的性能标准。

微机电（MEMS）开关
　　二极管开关已成功用于无线收发信机的射频前端。然而因其较大插损和难以处理大功率，二极管开关一般难以满足多带多功能3G移动通信系统的需要。代之的将是微机电开关。微机电开关具有低插损（0.1dB）、高绝缘 (40dB，2GHz)、易于集成和能处理大功率 (1～2W)等优点，将广泛用于未来手机中。

　　　　　　
压控振荡器（VCO）
　　VCO是射频电路中关键器件。目前多数采用难以集成的声学表面波振子，其可调节范围相当有限。为简化多带多功能3G移动通信系统的频率合成电路，需较大可调节范围的压控振荡器。以高机电耦合系数为介电层的FBAR和非线性高频陶瓷振子可满足大范围调节需求而成为热门研究课题。FBAR提供了与有源器件集成的可能，而陶瓷振子则有可能与其他陶瓷滤波器集成。

低噪声放大器（LNA）
　　LNA是接收通道中不可缺少的单元，它的主要要求是高增益，低噪声系数，高输入三阶截点（高线性度），低功耗，大动态范围。典型3G通信速率及带宽的提高使其接收机具有90dB 左右的设计动态范围，为了保证正确检测和解调接收信号，LNA应保证在允许的接收信号功率范围内保持良好的线性。通常要求LNA具有高低增益模式，从而实现线性可控。而功耗和成本控制及小体积是LNA设计的长期要求。就半导体工艺来讲，SiGe技术使IC具有更好的频率响应、增益及线性指标。

功率放大器（PA）
　　3G 通信系统利用的非恒包络调制技术要求发射器工作于线性状态，从而使线性化技术和效率增强技术成为功放（PA）设计的关键所在。相比于2G的低发射功率要求使3G系统功放的效率降低，这是因为大多时候功放没有工作于最大功率输出状态，功放开关速率比的增加又使部分功率在工作时间浪费。因此功放的高线性，低失真和高效率在3G系统中变得越来越重要，而高速率使得线性化和效率增强变得更加困难。

　　目前，在功放的线性化方面有笛卡尔环、极坐标环、前馈和预失真等技术出现，而效率增强技术即基于提高线性功放效率的技术主要有：包络跟踪、包络消除再生技术和自适应偏置技术等。降低成本、减少体积也是功放一贯的要求。在3G与2G的共存阶段，随着多模、多频段终端的发展，将使多模多频段功放模块的需求也大为增加。良好的线性、高效率、高可靠性以及高集成、低成本是3G时代功放的普通要求。

结论
　　移动通信突飞猛进的发展对射频元器件的研发提出了新的要求：小型化、集成化、模块化、质量轻、价格廉，而且能满足3G移动终端多模、多频段、多功能的需求。陶瓷天线、微加工技术、光子带隙设计、MEMS和FBAR技术，以及SiGe技术和多模多频段功放模块设计是目前的研究热点，将为研制单模块、高性能的3G射频元器件提供解决方案。