【無線射頻芯片】-RF濾波器

1/1RF濾波器到底有多重要？一文讓你看明白RF濾波器為何越來越重要？

移動無線數(shù)據(jù)和4GLTE網(wǎng)絡的快速增長導致了對新頻段以及通過載波聚合來組合頻段的需求不斷增長，以容納無線流量。3G網(wǎng)絡只使用了大約五個頻段，LTE網(wǎng)絡現(xiàn)在使用的頻段有40多個，隨著5G的到來，頻段的使用數(shù)量還會進一步增加。

互聯(lián)設備必需要跨多個頻段來發(fā)送蜂窩信號、Wi-Fi信號、藍牙信號和GPS信號，同時還要避開干擾。我們可能會馬上想到智能手機，但安裝在車頂?shù)孽忯~鰭、蜂窩基站、雷達和通信系統(tǒng)以及與物聯(lián)網(wǎng)(IoT)相連接的工業(yè)、科學或醫(yī)療應用都是如此，這時就需要濾波器出場了。

沒有濾波器的智能手機就是一塊磚頭

與天線一樣，濾波器正成為聯(lián)網(wǎng)混頻器中一個日益重要的部分。設備會收到各種頻率，而濾波器可以讓所需頻率通過，同時抑制不需要的頻率。換句話說，濾波器就像是約翰羅納德瑞爾托爾金的著作《指環(huán)王》中的甘道夫一樣："你休想從這里過去！'如今的設備為了避開被干擾，通常裝有30到40個濾波器。隨著下一代高端智能手機所需的濾波器數(shù)量更多，這一狀況還會變得更加簡單。

濾波器設計挑戰(zhàn)

濾波器是RF設計工程師必不行少的工具，但它們也面臨著諸多挑戰(zhàn)。對于起動器來說，濾波器的性能會隨著溫度的變化而變化。如今各種設備中的濾波器所承受的平均溫度可達60攝氏度（140華氏度）或更高，而室內(nèi)濾波器所承受的平均溫度為25攝氏度（77華氏度），鯊魚鰭或車頂中嵌入的濾波器所承受的溫度甚至更高。濾波器的溫度越高，就越難受濾掉特定頻率，信號因而就越有可能"漂移'至相鄰頻段。

由于新安排的許多頻段與現(xiàn)有頻段非常接近，管理溫度漂移便顯得尤為重要。與此同時，載波聚合(CA)也在快速進展，蜂窩服務供應商最多可將5個載波信道組合在一起來提高網(wǎng)絡性能，其中精確濾波是必備條件。

為了解決溫度問題，RF行業(yè)正在開發(fā)低漂移和無漂移的濾波器技術。表面聲波(SAW)和體聲波(BAW)濾波器在溫度發(fā)生變化時依舊能保持性能高度穩(wěn)定，可滿意新興設備嚴苛的性能要求。

如上文所述，下一代的高端智能手機同樣需要配備更多濾波器。與RF的全部其他組件類似，留給濾波器的空間非常有限。工程師必需要能將多個濾波器整合進更小的空間內(nèi)，才能發(fā)揮出更高性能。

雙工器、三工器、四工器，甚至是六工器，這類設備統(tǒng)稱為多路復用器。多路復用器可將多個濾波器整合在一個器件中，從而關心設計人員節(jié)約空間、簡化設計、滿意性能要求，同時還能避開干擾。

最終的挑戰(zhàn)是Wi-Fi。盡管一些人可能仍在使用智能手機發(fā)短信、打電話，但大多數(shù)人都會用智能手機來掃瞄網(wǎng)頁、觀看視頻以及訪問社交媒體。由于LTE和Wi-Fi的頻段特別接近，所以假如未經(jīng)濾波，Wi-Fi信號就會導致設備接收LTE信號的靈敏度降低。而靈敏度降低會給我們帶來許多麻煩，如通話掉線或中斷。

為此，我們需要一種特別的濾波器。共存濾波器可讓Wi-Fi和LTE信號和諧共存，肯定名副其實。這種濾波器可以抑制緊密相鄰的頻率，這樣我們在掃瞄伴侶的票圈故事時才不會錯過媽媽的電話。它們在車聯(lián)網(wǎng)中也起著重要作用，由于LTE、Wi-Fi、藍牙、GPS以及車對車(V2V)和車對基礎設施(V2I)通信必需在沒有干擾的狀況下共存。

沒有濾波器，就會消失無線交通堵塞

在如今的移動環(huán)境中，一個設備所需的頻段數(shù)量非常驚人，而隨著5G時代的到來，這一趨勢只會愈演愈烈。雖然支持全部頻段會