濾波器在其中將扮演什么角色？Qorvo又如何布局濾波器大市場的呢？

隨著無線通訊應用的發(fā)展，人們對于數據傳輸速度的要求也越來越高，從2G時代的1Kb/s到即將到來5G時代的1Gb/s，與傳輸數據率上升相對應的是頻譜資源的高利用率以及通訊協議的復雜化。濾波器在其中將扮演什么角色？Qorvo又如何布局濾波器大市場的呢？近日，Qorvo高級應用工程師保石在西安舉辦的Qorvo產品解決方案研討會上分享了Qorvo的濾波器“硬”實力。

5G終端濾波器發(fā)展趨勢

由于頻譜資源有限，為了滿足人們對數據傳輸率的需求，必須充分利用頻譜。以智能手機為例，必須要能夠覆蓋很寬的頻帶范圍，在人群擁擠的情況下不同設備才能夠分配到足夠的頻譜帶寬。同時，載波聚合技術也使得一臺設備可以同時利用不同的載波頻譜傳輸數據。

而在射頻前端模塊中，濾波器起著至關重要的作用，它可以將帶外干擾和噪聲濾除以滿足射頻系統和通訊協議對于信噪比的需求。濾波器的種類多種多樣（介質濾波器、LC濾波器、SAW濾波器、BAW濾波器等），各有各自的應用領域。在目前的通訊協議中，不同頻帶間的頻率差越來越小，因此對于濾波器的信號選擇性要求極高。

射頻濾波器最主要的指標包括品質因數Q和插入損耗。Q越大，則濾波器可以實現越窄的通帶帶寬，也就是說可以實現較好的選擇性；插入損耗則是指通帶信號被濾波器的衰減，即信號功率損耗。SAW/BAW濾波器憑借優(yōu)良頻帶選擇性、高Q值、低插入損耗等特性成為射頻濾波器的主流技術。

5G的來臨對濾波器行業(yè)的影響巨大。一方面，5G新的頻段增加，單部設備中增加濾波器數量勢必增加；另一方面，新的技術引入如MIMO、載波聚合，對濾波器的性能（如矩形度，帶外抑制，體積和溫度穩(wěn)定性）的要求不斷提高。在形式上更大的優(yōu)勢是將濾波器與PA、開關等射頻器件進行整合，向模塊化，集成化和整體射頻解決方案的方向發(fā)展，提高射頻方案的價值。

Qorvo RF Fusion解決方案包含三種模塊化解決方案，實現高、中、低頻段頻譜區(qū)域全覆蓋，各模塊都集成了功率放大器 (PA)、開關和濾波器。

哪些頻段適合于SAW濾波器？

SAW（Surface Acoustic wave）濾波器是利用石英、鈮酸鋰、鈦酸鋇晶體的壓電效應做成的，即晶體在受到電信號的作用時，也會產生彈性形變而發(fā)出機械波（聲波），即可把電信號轉為聲信號。簡單的理解，聲表面波是指沿固體表面?zhèn)鞑サ牟?，且能量集中于表面。在聲表面波傳播途中，可任意存取信號，根據這種特性，利用集成電路技術制作出聲表面波濾波器。

SAW濾波器集低插入損耗和良好的抑制性能于一身，不僅可實現寬帶寬，其體積還比傳統的腔體甚至陶瓷濾波器小得多，并且可采用與集成電路相同的生產工藝，頻率特性的一致性好，因此廣泛應用于各種電子設備中。但SAW濾波器也有局限性，一般只適用于1.5GHz以下的應用，另外它也易受溫度變化的影響，當溫度升高時，其基片材料的剛度趨于變小、聲速也降低。高于1.5GHz時，TC-SAW和BAW濾波器則更具性能優(yōu)勢。

TC-SAW濾波器是在SAW濾波器的基礎上進行了改進，它是在IDT（Interdigital Transducer）的結構上另涂覆一層在溫度升高時剛度會加強的涂層。溫度未補償SAW器件的頻率溫度系數（TCF）通常約為-45ppm/℃，而TC-SAW濾波器則降至-15到-25ppm/℃。

哪些頻段適合于BAW濾波器？

雖然SAW和TC-SAW濾波器非常適合約1.5GHz以內的應用，但高于1.5GHz時，BAW（Bulk Acoustic Wave）濾波器更具有性能優(yōu)勢。同時，BAW濾波器的尺寸還隨頻率升高而縮小，這使它非常適合要求非?？量痰母哳l應用。此外，即便在高寬帶設計中，BAW對溫度變化也不那么敏感，具有極低的損耗和帶外衰減大(steep filter skirts)等優(yōu)點。

不同于SAW濾波器，BAW濾波器內的聲波垂直傳播。對使用石英晶體作為基板的BAW諧振器來說，貼嵌于石英基板頂、底兩側的金屬對聲波實施激勵，使聲波從頂部表面反彈至底部，以形成駐聲波。而板坯厚度和電極質量（mass）決定了共振頻率。在BAW濾波器大顯身手的高頻，其壓電層的厚度必須在幾微米量級，因此，要在載體基板上采用薄膜沉積和微機械加工技術實現諧振器結構。

為使聲波不散漫到基板上，還可以通過堆疊不同剛度和密度的薄層形成一個聲布拉格（Bragg）反射器。這種方法被稱為牢固安裝諧振器的BAW或BAW-SMR器件，如下圖所示。

無論哪種形式的BAW濾波器的聲能密度都很高，其結構都能很好地導限聲波，它們的損耗都非常低。在微波頻率，BAW可實現的Q值在可比體積下比任何其它類型的濾波器都高，可達3500@2GHz。這使得即使在通帶邊緣的吃緊處，它也有極好的抑制和插入損耗性能。

Qorvo濾波器“硬”實力

Qorvo作為全球領先的射頻方案提供商，擁有廣泛的 RF 濾波器產品組合，包括雙工器、同向雙工器、三工器、四工器和分立式 RF 濾波器，可以覆蓋 400 MHz 至 2.7 GHz 的頻率范圍，包括蜂窩式 (2G/3G/4G/LTE)、GPS 和工業(yè)、科學及醫(yī)學 (ISM) 頻段，在大小、性能、成本和上市時間方面均處于市場領先水平。

此外，Qorvo 高級 LowDrift? 和 NoDrift?濾波器支持最高水平的 LTE 共存無線網絡覆蓋，提供市場領先的超穩(wěn)定溫度性能和更出色的用戶體驗，以及世界級 SAW 和 BAW 技術支持廣泛的濾波功能，如帶通、頻段選擇、共存濾波器、延遲線和頻段抑制（陷波）濾波器。