RF濾波器到底有多重要?一文讓你搞明白

2021-08-20 09:36:24 字數 1682 閱讀 1174

rf 濾波器為何越來越重要?

移動無線資料和 4g lte 網路的快速增長導致了對新頻段以及通重載波聚合來組合頻段的需求不斷增長,以容納無線流量。3g 網路只使用了大約五個頻段,lte 網路現在使用的頻段有 40 多個,隨著 5g 的到來,頻段的使用數量還會進一步增加。

互聯裝置必須要跨多個頻段來傳送蜂窩訊號、wi-fi 訊號、藍芽訊號和 gps 訊號,同時還要避免干擾。我們可能會立即想到智慧型手機,但安裝在車頂的鯊魚鰭、蜂窩基站、雷達和通訊系統以及與物聯網 (iot) 相連線的工業、科學或醫療應用都是如此,這時就需要濾波器出場了。

沒有濾波器的智慧型手機就是一塊磚頭

與天線一樣,濾波器正成為聯網混頻器中乙個日益重要的部分。裝置會收到各種頻率,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《指環王》中的甘道夫一樣:「你休想從這裡過去!」如今的裝置為了避免被干擾,通常裝有 30 到 40 個濾波器。隨著下一代高階智慧型手機所需的濾波器數量更多,這一情況還會變得更加複雜。

濾波器設計挑戰

濾波器是 rf 設計工程師必不可少的工具,但它們也面臨著諸多挑戰。對於起動器來說,濾波器的效能會隨著溫度的變化而變化。如今各種裝置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,就越難過濾掉特定頻率,訊號因而就越有可能「漂移」至相鄰頻段。

由於新分配的很多頻段與現有頻段十分接近,管理溫度漂移便顯得尤為重要。與此同時,載波聚合 (ca) 也在迅速發展,蜂窩服務提供商最多可將 5 個載波通道組合在一起來提高網路效能,其中精確濾波是必備條件。

為了解決溫度問題,rf 行業正在開發低漂移和無漂移的濾波器技術。表面聲波 (saw) 和體聲波 (baw) 濾波器在溫度發生變化時依然能保持效能高度穩定,可滿足新興裝置嚴苛的效能要求。

動態針分割線

雙工器、三工器、四工器,甚至是六工器,這類裝置統稱為多路復用器。多路復用器可將多個濾波器整合在乙個器件中,從而幫助設計人員節省空間、簡化設計、滿足效能要求,同時還能避免干擾。

為此,我們需要一種特殊的濾波器。共存濾波器可讓 wi-fi 和 lte 訊號和諧共存,絕對名副其實。這種濾波器可以抑制緊密相鄰的頻率,這樣我們在瀏覽朋友的票圈故事時才不會錯過媽媽的**。它們在車聯網中也起著重要作用,因為 lte、wi-fi、藍芽、gps 以及車對車 (v2v) 和車對基礎設施 (v2i) 通訊必須在沒有干擾的情況下共存。

沒有濾波器,就會出現無線交通阻塞

在如今的移動環境中,乙個裝置所需的頻段數量十分驚人,而隨著 5g 時代的到來,這一趨勢只會愈演愈烈。雖然支援所有頻段會帶來干擾問題,但採用濾波器後問題便可迎刃而解。沒有濾波器,網路根本無法運轉。

本文最早刊登在《網路世界》上,作者是 idg 撰稿人 brent dietz。

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