SAW/BAW滤波器将在5G移动设计中支持更多频段

shuszhao · 发表于 2021-2-6 08:30:13

射频（RF）滤波器可将手机发射和接收的无线信号从不同频段中分离出来。在调整4G结构使之适用于更高5G频段的同时，射频滤波器也在经历着巨大变革。5G设计中不断增加的滤波器件催生了突破性的创新，这些创新可以比现有多晶体声波（BAW）技术提供更高带宽、更高工作频率和更高输出功率。
例如，高通公司正在强化其薄膜技术，可将声表面波（SAW）工作频率从600 MHz提升至2.7 GHz。高通声称，这种ultraSAW滤波器的插入损耗比同类产品改善了1 dB，从而可有效延长移动设备的电池寿命。
图1：高通将UltraSAW滤波器集成到5G设计的RF前端（RFFE）模块中

虽然SAW滤波器具有良好的抗干扰和抗共存特性，但通常用于低频段。在高通公司尝试加强该项技术的同时，其他公司则在对现有BAW滤波器进行工程改造，以期用于更高频段。

再造BAW滤波器

以总部位于美国北卡罗来纳州夏洛特市的Akoustis为例，该公司于2019年5月获得为5G手机开发BAW滤波器的订单。按照其创始人兼首席执行官Jeff Shealy的说法，Akoustis在两个月内就交付了订单。这家BAW滤波器供应商不仅提供n79频段手机用BAW滤波器（n79频段属于5G NR频谱范围，工作频率为4.7 GHz），另外还提供用于5G小基站设计的n77频段滤波器。另外，它还为Wi-Fi和国防应用提供BAW滤波器产品。
据报道，另一家位于美国加州戈莱塔的BAW供应商Resonant目前已与全球最大的RF滤波器制造商Murata（株式会社村田制作所）达成了长期合作伙伴关系。该合作将使Murata获得Resonant的XBAR滤波器技术使用权；而作为回报，Murata将向这家RF滤波器和模块供应商提供700万美元的战略投资。
XBAR是Resonant的全新BAW滤波器技术，可以满足5G移动应用的高带宽和高频率要求。Resonant声称已经开发出新的滤波器，可用于工作频率为3GHz至6GHz的5G新无线（NR）设备，以及以28 GHz或更高频率运行的毫米波（mmWave）系统。
图2：在巴塞罗那世界移动通信大会（MWC）上展示的XBAR滤波器。（来源：Resonant）
XBAR技术可提供超过10%的相对带宽比，而4G设备仅为3-5%。而且，它也可以处理高功率射频信号，以应对信号在这些频率上的衰减。最后，XBAR滤波器的带通中心插入损耗约为1 dB，从而可有效延长电池寿命。
射频滤波器是5G设计中的关键组成部分，它可以容纳更多频带，并支持更高带宽应用（如高清视频）。而且，它可让5G频段与Wi-Fi频谱共存，这也是手机设计的重要考量因素。