B82615B2202M001濾波器信號調節(jié)器,調制協(xié)調器

產品	SAW Filters	產品種類	信號調節(jié)
制造商	Qualcomm RF360	加工定制
安裝	SMD/SMT	工廠包裝數量	1
總頻差	1PPMMHz	最大工作溫度	+ 125 C
最小工作溫度	- 40 C	端接類型	SMD/SMT
系列	B39	繞線形式
調整頻差		負載電容
頻率	315 MHz to 2.4 GHz	頻率范圍	315 MHz to 2.4 GHz

B82615B2202M001濾波器信號調節(jié)器,調制協(xié)調器

一、聲學濾波器市場分析

隨著全球聯(lián)網設備增多，射頻前端系統(tǒng)需求量增多，濾波器的需求量自然增多。千億級設備連接，
這是物聯(lián)網應用的網絡需求，未來全球移動通信網絡連接的設備總量將達到千億規(guī)模。根據IMT-2020
5G推進組預測，到2020年全球移動終端（不含物聯(lián)網設備）數量將超過100億，其中中國將超過20億。

射頻頻段增多，濾波器的需求量自然增多。從1G-->2G-->3G-->4G，再到5G，射頻的頻段不斷增多，
其射頻器件的應用數量也快速增加。從射頻前端使用濾波器的數量來看，隨著頻段數量的增加，射頻濾
波器件的需求量也相應增加。

中國移動要求的5模13頻分為8個FDD頻段和5個TDD頻段。因為FDD是頻分復用的，需要含有接收器、
發(fā)射器的雙工器，同時接收還需要一個單獨的濾波器，所以一個頻段需要3個濾波器，總共24只。TDD
模式5個頻段，每個頻段需要一個發(fā)射以及一個接收的濾波器，共10個。再加上手機上的wifi、GPS、
藍牙等，濾波器數量達到30-40個。

聲表面波/體聲波濾波器

聲表采用將電能轉換為表面聲波的方式，利用聲波共振效應實現(xiàn)的濾波。該聲表面波濾波器的特點是體積非常小，
Q值相對LC高，采用半導體工藝適合批量生產。一只800MHz左右的濾波器體積大概只有一個0805電容大小。其
缺點是功率容量小，不適合小批量定制產品，研發(fā)周期長，研發(fā)成本高。

螺旋濾波器:

螺旋濾波器是一種半集總參數的濾波器，其采用放置在空腔內的螺旋電感的自諧振來實現(xiàn)諧振器，通過相鄰諧振器的空間磁場實現(xiàn)耦合。

其優(yōu)點是：體積較腔體小，Q值、功率容量較LC高。其缺點是：較難實現(xiàn)寬帶，高頻部分電感不易實現(xiàn)。

螺旋濾波器通常用在500MHz以下20%相對帶寬，100W平均功率，對插損有一定要求的場合。

紋波：濾波器通帶內S21曲線起伏的波峰與波谷之間的差值。

介質濾波器

介質濾波器是采用介質填充的四分之一波長短路線或者二分之一開路線實現(xiàn)的半集總濾波器。其優(yōu)點是Q值較LC高，可以實現(xiàn)較LC
濾波器頻率高的濾波器。其缺點是寄生較近，諧振器需要定制。

交指濾波器最大的特點是可以實現(xiàn)寬帶，如果采用冗余諧振桿，考慮到機加可是線性，其相對帶寬通常可以寬達60%。同時在K波段時，
寬帶的梳狀濾波器機加基本無法加工并且調試螺釘無法放置，因此在該條件下通常采用交指結構。交指結構與梳狀相比其寄生通帶較近，
通常其寄生通帶在1.8F0左右。同體積下，交指濾波器較梳狀濾波器功率容量大。

濾波器是無線通訊系統(tǒng)必不可少的關鍵性部件。

濾波器種類繁多，各種濾波器具有不同的性能特點，因此在濾波器選擇時，通常需要綜合考慮客戶的實際使用環(huán)境以及客戶性能需
求才能做出正確、有效、可靠的選擇。

在客戶對濾波器指標概念比較模糊時，通常需要詢問客戶體積、損耗、帶外需要抑制的頻率以及抑制度、功率容量等。根據這幾個
簡單的指標要求基本可以判斷出濾波器種類。

在通信設備中，射頻信號處理單元負責信號的發(fā)送與接收，包含射頻收發(fā)器、天線、
射頻前端等。其中，射頻前端由一系列組件構成，包含功率放大器（PA）、濾波器
（Filters）、開關（Switch）、雙工器（Diplexer/Duplexer，由 2 個濾波器組成）、
低噪聲放大器（LNA） 等，分別對應不同的射頻信號處理功能，本篇將就射頻關鍵
器件濾波器進行專題分析。

一、定義及功能
射頻濾波器又名“射頻干擾濾波器”，是消費電子中必不可缺的重要元器件之一。射
頻濾波器是由電容、電感和電阻組成的濾波電路，主要負責對通信通道中的信號頻率
進行濾波。濾波器允許符合特定頻率的信號通過，同時抑制其他不需要的頻率信號，
可解決不同頻段和通信系統(tǒng)之間產生的信號干擾問題，廣泛應用于基站和終端設備的
射頻信號處理系統(tǒng)中。從射頻信號處理系統(tǒng)的布局來看，在射頻發(fā)射路徑中，濾波器
位于功率放大器的后側；在射頻接收路徑中，濾波器位于低噪聲放大器的前側。

射頻前端的信號傳輸路徑分為發(fā)射通道和接收通道，（1）發(fā)射通道路徑為“基帶芯片
- 射頻收發(fā)模塊-開關-PA-濾波器/雙工器-開關-天線-信號”；（2）接收通道路徑為“
信號- 天線-開關-濾波器/雙工器-LNA-開關-射頻收發(fā)模塊-基帶芯片”。

二、關鍵性能指標
射頻濾波器性能的優(yōu)劣直接影響通訊系統(tǒng)的通信質量。Q 值、帶寬、阻帶抑制度、插入
損耗、延遲時間等是衡量濾波器性能的指標。其中，Q 值和插入損耗是選擇濾波器的最
常用、最主要的性能指標。

三、濾波器分類

聲學濾波器是目前手機應用的主流濾波器，可分為聲表濾波器（SAW 濾波器）和體聲
波濾波器（BAW 濾波器）。按照射頻濾波器的應用場景和材料工藝兩個方向進行分類：

（一）按應用場景分類
射頻濾波器在無線通信終端的基站市場和手機市場應用最多，因此按照應用場景分類，
濾波器可分為通信基站濾波器和手機濾波器。不同應用場景對濾波器的要求不同，因此
手機濾波器與基站濾波器的體積、制造工藝、適用寬帶、成本、功率容量等特征存在明
顯差異?；緸V波器更注重高穩(wěn)定性、大帶寬、大功率等指標，而手機濾波器對價格、
體積（手機射頻濾波器尺寸為毫米級別，基站射頻濾波器為厘米級別）更為敏感。

基站射頻濾波器主要分為金屬腔體濾波器（應用于2G-4G時代基站，應用率達95，產
業(yè)鏈成熟，適用于低頻通信）和介質濾波器（使用5G基站建設小型化和輕量化需求，
是5G 基站的新風口），對應的制造工藝分別是金屬精密加工和介質燒結；手機射頻濾
波器主要為聲波濾波器，包含SAW、TC-SAW、BAW、FBAR等，對應的制造工藝為半
導體制造工藝。

（二）按工藝材料分類

射頻濾波器可分為聲學濾波器、晶體濾波器、陶瓷濾波器，其中聲學濾波器（SAW、
BAW）是目前手機應用的主流濾波器。根據技術不同，聲學濾波器又可分為聲表濾波
器（SAW 濾波器）和體聲波濾波器（BAW 濾波器）兩種。其中，SAW 濾波器產品包
括普通的SAW、具有溫度補償特性的TC-SAW 濾波器及高頻 I.H.P-SAW；BAW濾波器
產品包括BAW-SMR 和FBAR。

四、SAW 濾波器

SAW 濾波器采用半導體平面工藝制作，具有良好的一致性和重復性，并可實現(xiàn)低成本
批量生產。一般的 SAW 濾波器由壓電材料襯底和兩個 IDT 交叉環(huán)能器構成。IDT 交叉
換能器是由交叉排列的金屬電極組成，左側 IDT 將電信號轉成聲波，右側 IDT 將聲波轉
成電信號。IDT 能把電信號轉換成聲波主要是因為其下方壓電襯底產生壓電效應，其中
SAW 濾波器的壓電材料一般采用濾波器常用的壓電材料有鉭酸鋰（LiTaO3）、鈮酸鋰（
LiNbO3）、二氧化硅（SiO2）等。

（一）工作原理

SAW 濾波器的基本原理是在輸入端通過壓電效應將電信號轉為聲信號在介質表面上傳播，
而在輸出端由逆壓電效應將聲信號轉為電信號。對于 SAW，也叫 Rayleighsurface wave，
既有縱波也有橫波。固體中粒子以橢圓軌跡震動，橢圓的長軸垂直于固體表面，隨著固體
深度越深，粒子運動幅度越小。

穿過基板表面的聲波（在固體材料中，交替的機械形變會產生3,000 至12,000 米/ 秒速度
的聲波）移動的速度慢于任一端上 IDT 的電氣速度。而穿過基板的波發(fā)生的延遲在接收端
的 IDT 處相結合，產生極高品質因數（Q 值可達數千）的駐波，進而產生了有限沖激響應
（FIR）濾波器響應。通過調整穿過基板的行進距離和 IDT 指的尺寸，可改變沖激響應。而
這就決定了帶寬、中心頻率、類型和其他因素。

SAW的頻率基本可以參考公式：F=V/λ，其中 V 是 SAW 的速率，大約為 3100m/s，λ是
IDT 電極間距。從公式可以看出 SAW濾波器的頻率與 IDT 電極間距成反比，頻率越高，IDT
電極間距越小。在 IDT 小間距下，電流密度太大會導致電子遷移和發(fā)熱問題，所以 SAW濾波
器不太適合 2.5GHz 以上的頻率。SAW 濾波器對溫度變化也敏感，性能隨溫度升高而變差，
溫度升高時，基片材料的剛度變小，聲波速度變小。溫度補償濾波器(TC-SawFilter)就是為了
改善濾波器的溫度性能，在 IDT 上增加保護涂層改善其溫度特性，使其在溫度升高時，剛度增
加，改善溫度特性的同時也會使得濾波器成本上升。

Qualcomm 5G新空口調制解調器系列已被全球多家終端廠商采用
2018 年 2 月 8 日，Qualcomm 宣布，Qualcomm 5G 新空口（NR）調制解調器系列已被全球多家移動
終端廠商采用，以支持符合標準的 5G 新空口移動終端產品自 2019 年開始發(fā)布。與 Qualcomm 合作的移動
終端廠商包括華碩、富士通公司、富士通連接技術有限公司（Fujitsu Connected Technologies Limited）、
HMD Global（諾基亞手機生產公司）、HTC、Inseego/Novatel Wireless、LG、NetComm Wireless、
NETGEAR、OPPO、夏普、Sierra Wireless、索尼移動、Telit、vivo、聞泰科技、啟碁科技（WNC）、小
米和中興通訊。這些移動終端廠商正努力基于首款商用發(fā)布的 5G 調制解調器解決方案——驍龍 X50 5G 新
空口調制解調器系列，自 2019 年開始實現(xiàn)支持 6 GHz 以下和毫米波（mmWave）頻譜頻段的 5G 移動終
端的商用。

Qualcomm 高級副總裁兼移動業(yè)務總經理 Alex Katouzian 表示：

Qualcomm 堅定地致力于幫助我們的客戶向消費者提供下一代 5G 移動體驗，實現(xiàn)這一體驗需要 5G 新空口
網絡、移動終端和驍龍 X50 5G 調制解調器支持的增強型移動寬帶 5G 新空口連接。我們與全球杰出移動終端
廠商的合作以及我們在 3G 和 4G LTE 領域所做的工作，證明和展示了 Qualcomm 正利用我們深厚的技術專
長和技術領先性，支持 5G 新空口的成功推出，在移動生態(tài)系統(tǒng)中驅動創(chuàng)新。


通過其 5G 移動芯片組產品，以及旨在于 2019 年提供商用 5G 新空口移動終端而與 5G 生態(tài)系統(tǒng)展開的協(xié)作，
Qualcomm 將繼續(xù)引領移動行業(yè)發(fā)展。5G 的到來將使移動技術擴展至全新的頻譜頻段和所有頻譜類型，從而
支持增強型移動寬帶，并為幾乎所有智能手機用戶提升整體平均下載速度。


5G 新空口技術將支持每秒數千兆比特的數據速率，并具有比當前網絡顯著降低的延遲，以及其他功能。這些技
術對滿足新興消費者移動寬帶體驗（如虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實和光纖般速度實現(xiàn)云連接）日益增長的連接需求，以
及支持高可靠、低延遲的全新服務至關重要。此外，對于始終連接的 PC，顯著降低延遲將支持需要實時互動的應
用實現(xiàn)與云端即時連接，如交互游戲、實時語音翻譯、實時文字翻譯和實時協(xié)同編輯。


5G 用例包括智能手機增強型移動寬帶；始終連接的PC；面向虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實與擴展現(xiàn)實的頭顯設備；以及
移動寬帶。所有這些都需要持續(xù)且始終一致的云連接。以下將詳細介紹每個領域：



5G智能手機：有了 5G，消費者將幾乎永遠不再需要登陸公共 Wi-Fi。他們還將享受比現(xiàn)在更快的網頁瀏覽、更
快的下載、質量更佳的視頻通話、在線觀看超高清（UHD）與 360 度視頻，以及即時云訪問。



始終連接的 PC：隨著 5G 網絡的到來，“始終連接”的 PC 將能夠利用超高速、低延遲的連接，支持全新水平的
云服務，高質量的視頻會議，交互游戲，以及隨處工作的靈活性所帶來的更強生產力。



頭顯設備：5G 增強型移動寬帶將以更低成本并在超低延遲（低至 1 毫秒）下，通過增加的容量進一步提升 VR、
AR 和 XR 體驗。