FBAR 濾波器在下一代無(wú)線(xiàn)通信和無(wú)線(xiàn)接入產(chǎn)品中的應(yīng)用

當(dāng)今的無(wú)線(xiàn)移動(dòng)產(chǎn)品除了對(duì)體積，省電要求越來(lái)越高之外，更朝著多功能，多頻段，多系統(tǒng)，多協(xié)議的融合與集成的方向發(fā)展。如：GSM, CDMA, WCDMA與GPS, Bluetooth, WiFi, WiMAX等不同功能組合在一臺(tái)產(chǎn)品上。這對(duì)設(shè)計(jì)和大批量生產(chǎn)也提出了挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)者選擇方案時(shí)應(yīng)考慮技術(shù)的成熟和可持續(xù)性。

 

整機(jī)越來(lái)越小，頻率資源越來(lái)越擁擠，高性能的濾波器顯得尤為重要

隨著無(wú)線(xiàn)通信和無(wú)線(xiàn)接入的飛速發(fā)展，頻率資源越來(lái)越擁擠，不同通信系統(tǒng)頻帶間的保護(hù)間隔越來(lái)越小。一方面，這就給每個(gè)系統(tǒng)發(fā)射端的頻譜和功率提出了更嚴(yán)格的要求，保證發(fā)射信號(hào)具有較高的線(xiàn)性和不能隨意增加發(fā)射功率來(lái)增加通信距離或可靠性。

同時(shí)，接收端的環(huán)境更惡劣，特別對(duì)越來(lái)越小的移動(dòng)產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，干擾增多，提高接收靈敏度和抗干擾必須增強(qiáng)。特別在2.4GHz頻段，有 ISM，Bluetooth，WiFi, WiMAX 等協(xié)議的業(yè)務(wù)。為了保證每個(gè)系統(tǒng)正常工作，互不影響，每個(gè)系統(tǒng)接收前端具有高性能濾波器顯得必不可少。如此，才能達(dá)到帶內(nèi)插損小，帶外衰減大，選擇性高， 接收機(jī)不會(huì)由于臨近頻段發(fā)射機(jī)（如，LET band40, 2300–2400MHz）對(duì)接收機(jī)信道堵塞（如WiFi, 2400 - 2482MHz）。值得指出的是ISM(工業(yè)，科研，醫(yī)療)頻率用途的無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)是不需申請(qǐng)（備案），這更加增加了干擾源的不可預(yù)測(cè)性。

 

FBAR 濾波器小體積，高性能的特點(diǎn)很好地滿(mǎn)足了手持移動(dòng)設(shè)備的需求

濾波器的主要指標(biāo)有: 選擇性（Q值），插損，溫度特性，承受功率等。三種主要濾波器有：陶瓷濾波器，SAW（聲表面波）濾波器和FABR。表1比較了三種濾波器的性能：

陶瓷濾波能承受較大的功率，溫度特性好，但Q值低，體積大；

SAW濾波器承受功率小，溫度特性差，Q值低，合適應(yīng)用頻段在2GHz一下；

FBAR相比SAW濾波器： Q值高一個(gè)數(shù)量級(jí)，工作頻率可高達(dá)10GHz，溫度特性好, 承受功率大于. 插損小，產(chǎn)品發(fā)熱少，延長(zhǎng)電池使用時(shí)間，防靜電等級(jí)高ESD>200V。

全球領(lǐng)先的模擬和混合信號(hào)半導(dǎo)體企業(yè)安華高科技（Avago）的FBAR產(chǎn)品，在手機(jī)濾波器，雙工器，射頻前端及PGS接收前端模塊已大量使用，充分表明其技術(shù)和批量生產(chǎn)已經(jīng)非常成熟。

表1: AVAGO FBAR與SAW, 陶瓷濾波器性能比較

未來(lái)的通信手機(jī)，數(shù)據(jù)卡，無(wú)線(xiàn)接入的WiMAX/LTE 語(yǔ)音通信和WiFi/Bluetooth 數(shù)據(jù)通信，將實(shí)現(xiàn)共存與功能互補(bǔ)，發(fā)揮各自的應(yīng)有性能，互不形成干擾 。

FBAR 濾波器全面考慮了應(yīng)用環(huán)境

FBAR優(yōu)秀的濾波性能結(jié)合microcap封裝，50ohm輸入輸出端匹配，為快速設(shè)計(jì)高性能手機(jī)，移動(dòng)設(shè)備提供了絕佳的選擇，而安華高穩(wěn)定的品質(zhì)和巨大的產(chǎn)能，又為客戶(hù)提供有力保障。

表2：2.4GHz頻段 FBAR帶通濾波器主要性能

從表2中可以看出，ACPF-7024，2400-2482MHz WiFi/Bluetooth帶通濾波器，帶內(nèi)插損小，選擇性好。對(duì)鄰近頻段的WiMAX,  PCS, 和LTE band7,40有很高的帶外抑制。指標(biāo)如圖1

圖1：ACPF-7024 帶外衰減 2350-2550MHz

 

ACPF-7025, 2496 – 2690MHz WiMAX  帶通濾波器，帶內(nèi)插損小，選擇性好。對(duì)鄰近頻段的WiFi/Bluetooth, PCS, 800MHz Cell有很高的帶外抑制。實(shí)現(xiàn)WiMAX 收發(fā)器和WiFi/Bluetooth 收發(fā)器可同時(shí)工作，互不影響。應(yīng)用見(jiàn)圖2

圖2：典型的多系統(tǒng)框圖

此外，安華高公司近期推出適合移動(dòng)產(chǎn)品應(yīng)用的迷你雙工器AGPS-C001，有效地分離了W-CDMA/GSM收發(fā)信號(hào)和GPS/GNSS(伽利略)導(dǎo)航信號(hào)，而二者公用一個(gè)天線(xiàn)，省掉一個(gè)天線(xiàn)，即節(jié)省了成本，又增加了設(shè)計(jì)的靈活性，見(jiàn)圖3。

圖3：  AGPS-C001框圖

 

AGPS-C001正是FBAR技術(shù)的杰作：卓越的隔離性, 插損小，選擇性高，使GPS/GNSS 和W-CDMA可“和諧”地工作，不會(huì)因彼此干擾而降低任何一方的性能; 工作溫度范圍寬，-30℃ -- 80℃；體積為2.0 x 2.0 x 0.95，不足1mm厚，適合表面貼工藝，指標(biāo)見(jiàn)圖 4,5。采用該款產(chǎn)品設(shè)計(jì)具有導(dǎo)航功能的手機(jī)，上網(wǎng)卡變得更便捷，產(chǎn)品性能更穩(wěn)定。

圖4：  AGPS-C001 天線(xiàn)—GPS端衰減

 

圖5：  AGPS-C001 天線(xiàn)—手機(jī)端衰減

 

針對(duì)以上方案及產(chǎn)品，AVAGO亞太區(qū)最大分銷(xiāo)商世強(qiáng)電訊將配備專(zhuān)門(mén)的射頻技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)，向用戶(hù)提供各類(lèi)技術(shù)支持及產(chǎn)品咨詢(xún)服務(wù)。