常見的射頻濾波器有哪些?選擇射頻濾波器需考慮什么?
濾波器是一種選頻裝置,可使信號(hào)中的特定頻率通過。為增進(jìn)大家對(duì)濾波器的認(rèn)識(shí),本文將對(duì)常見的濾波器以及選擇射頻濾波器時(shí)需要注意的幾點(diǎn)問題予以介紹。如果你對(duì)濾波器具有興趣,不妨和小編一起繼續(xù)往下閱讀哦。
一、常見的射頻濾波器
SAW濾波器是利用壓電材料表面的聲波來濾除雜波的濾波器。該類產(chǎn)品插入損耗低、抑制性能優(yōu)良、成本低,主要聚焦于10MHz-3GHz之間的頻段應(yīng)用,但易受溫度變化的影響。為改善SAW的溫度特性,在其表層增加溫度補(bǔ)償薄膜制成TC-SAW濾波器。該類產(chǎn)品比普通的SAW濾波器結(jié)構(gòu)和工藝更復(fù)雜,其制造成本也相對(duì)較高。
FBAR是體聲波(BAW)濾波器的薄膜化和微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)化技術(shù)分支,是利用在頻率元件晶體腔體內(nèi)部傳播的聲波來實(shí)現(xiàn)濾波的一類濾波器。
FBAR的工作頻率可高達(dá)10GHz,能承受更大的功率,具有更高的可靠性和Q值,且對(duì)溫度變化的敏感度低,適合高頻率、大帶寬要求的5G通信濾波。但其制造需要使用較高難度的薄膜沉積與微機(jī)械加工技術(shù),價(jià)格也是SAW濾波器的數(shù)倍。
隨著5G通訊的大力發(fā)展,以及物聯(lián)網(wǎng)接入設(shè)備和其他近場連接方式的增加,射頻濾波器市場的將獲得空前巨大的發(fā)展空間。
當(dāng)前智能手機(jī)仍是濾波器的消費(fèi)藍(lán)海(約占市場的80%),且由于消費(fèi)者對(duì)高質(zhì)量通信的依賴,5G手機(jī)的消費(fèi)市場將擁有更廣闊的消費(fèi)前景。據(jù)統(tǒng)計(jì),要實(shí)現(xiàn)2G+3G+4G+5G全球通,可能需要支持90多個(gè)頻段,而一個(gè)頻段通常需要兩個(gè)濾波器,這也意味著一部5G手機(jī)可能需要上百個(gè)濾波器。
目前,一款4G手機(jī)需要用到的濾波器數(shù)量僅為30多個(gè),5G時(shí)期全球射頻濾波器市場空間將達(dá)到4G時(shí)期的2~3倍。
而價(jià)格方面,4G時(shí)代單部手機(jī)射頻器件價(jià)值平均在7.5美金,5G通訊對(duì)射頻器件的尺寸、頻率、帶寬提出了更高要求,F(xiàn)BAR的需求將大幅度增加,預(yù)計(jì)單臺(tái)手機(jī)中濾波器的價(jià)值將達(dá)到8~12美元。據(jù)預(yù)測,全球射頻濾波器市場規(guī)模將在2020年增至130億美金,到2022年濾波器市場將增至163億美元。
縱觀移動(dòng)通訊用射頻濾波器產(chǎn)業(yè)鏈,上游的關(guān)鍵原材料主要包括兩大類,一個(gè)是壓電晶片(SAW常用的壓電材料是鉭酸鋰、鈮酸鋰等,F(xiàn)BAR常用的壓電材料是氮化鋁等),另一類是陶瓷基板,上游材料產(chǎn)業(yè)鏈主要集中在日本。
中游為器件制造環(huán)節(jié),主要集中在日本和美國。下游市場主要受智能手機(jī)、VR設(shè)備、車載終端等移動(dòng)智能終端需求的推動(dòng),其中智能手機(jī)中射頻濾波器用量最大,應(yīng)用企業(yè)主要在中國。
二、選擇射頻濾波器需要考慮的問題
1、注意作出取舍
性能越高則成本越高。這正是為什么需要準(zhǔn)確定義的原因,因?yàn)闇?zhǔn)確定義可以減少不需要的極端情況,因而能夠避免不必要的費(fèi)用開支。
除此之外,對(duì)其他因素也需要互相權(quán)衡。例如,抑制頻率與中心頻率越接近,則濾波器越復(fù)雜,這有時(shí)會(huì)造成插入損耗更大。
另外,濾波器性能越高通常使其占板面積越大。例如,從通頻帶到抑制的非常陡峭的轉(zhuǎn)變需要具備更多腔體和段數(shù),使濾波器更復(fù)雜。但是如果電路板費(fèi)用很重要,則性能有時(shí)必須有所削減。
2、尋找可以在各種要求之間作出平衡的制造商
雖然濾波器銷售商與濾波器性能的固有特性無關(guān),但選擇濾波器銷售商時(shí),還是需要像關(guān)注元件本身要求一樣對(duì)此予以關(guān)注。一個(gè)優(yōu)秀而穩(wěn)定的專門生產(chǎn)濾波器的制造商,能時(shí)常生產(chǎn)出特定部件來彌補(bǔ)產(chǎn)品設(shè)計(jì)缺陷。
3、同時(shí)、雙向通訊中的隔離因素
隔離是雙工器的一個(gè)特別重要的方面,從接收通道看時(shí),隔離表示濾波器抑制傳輸頻率的能力,反之亦然。隔離越大,則兩者分得越開,傳輸信號(hào)和接收信號(hào)就越干凈。
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