《電子技術應用》
您所在的位置:首頁 > 模擬設計 > 設計應用 > FBAR 濾波器在下一代無線通信和無線接入產品中的應用
FBAR 濾波器在下一代無線通信和無線接入產品中的應用
摘要: 隨著無線通信和無線接入的飛速發(fā)展,頻率資源越來越擁擠,不同通信系統(tǒng)頻帶間的保護間隔越來越小。一方面,這就給每個系統(tǒng)發(fā)射端的頻譜和功率提出了更嚴格的要求,保證發(fā)射信號具有較高的線性和不能隨意增加發(fā)射功率來增加通信距離或可靠性。
Abstract:
Key words :

 

當今的無線移動產品除了對體積,省電要求越來越高之外,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產品上。這對設計和大批量生產也提出了挑戰(zhàn),設計者選擇方案時應考慮技術的成熟和可持續(xù)性。
 
整機越來越小,頻率資源越來越擁擠,高性能的濾波器顯得尤為重要
隨著無線通信和無線接入的飛速發(fā)展,頻率資源越來越擁擠,不同通信系統(tǒng)頻帶間的保護間隔越來越小。一方面,這就給每個系統(tǒng)發(fā)射端的頻譜和功率提出了更嚴格的要求,保證發(fā)射信號具有較高的線性和不能隨意增加發(fā)射功率來增加通信距離或可靠性。
 
同時,接收端的環(huán)境更惡劣,特別對越來越小的移動產品來說,干擾增多,提高接收靈敏度和抗干擾必須增強。特別在2.4GHz頻段,有ISM,Bluetooth,WiFi, WiMAX 等協(xié)議的業(yè)務。為了保證每個系統(tǒng)正常工作,互不影響,每個系統(tǒng)接收前端具有高性能濾波器顯得必不可少。如此,才能達到帶內插損小,帶外衰減大,選擇性高,接收機不會由于臨近頻段發(fā)射機(如,LET band40, 2300–2400MHz)對接收機信道堵塞(如WiFi, 2400 - 2482MHz)。值得指出的是ISM(工業(yè),科研,醫(yī)療)頻率用途的無線業(yè)務是不需申請(備案),這更加增加了干擾源的不可預測性。
 
FBAR 濾波器小體積,高性能的特點很好地滿足了手持移動設備的需求
濾波器的主要指標有: 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:
 
1.陶瓷濾波能承受較大的功率,溫度特性好,但Q值低,體積大;
 
2.SAW濾波器承受功率小,溫度特性差,Q值低,合適應用頻段在2GHz一下;
 
3.FBAR相比SAW濾波器: Q值高一個數量級,工作頻率可高達10GHz,溫度特性好, 承受功率大于. 插損小,產品發(fā)熱少,延長電池使用時間,防靜電等級高ESD>200V。
 
全球領先的模擬和混合信號半導體企業(yè)安華高科技(Avago)的FBAR產品,在手機濾波器,雙工器,射頻前端及PGS接收前端模塊已大量使用,充分表明其技術和批量生產已經非常成熟。
AVAGO FBAR產品,采用microcap晶片(wafer)級的封裝,體積小,分布參數小,性能穩(wěn)定,性價比高,易于安裝,應用前景廣闊。AVAGO ACPF-7025,2496 – 2690MHz , 2瓦帶通濾波器的尺寸為12.5x2.5x1.15 mm,能充分滿足手機等移動產品的要求。


表1: AVAGO FBAR與SAW, 陶瓷濾波器性能比較
    未來的通信手機,數據卡,無線接入的WiMAX/LTE 語音通信和WiFi/Bluetooth 數據通信,將實現(xiàn)共存與功能互補,發(fā)揮各自的應有性能,互不形成干擾 。
 
FBAR 濾波器全面考慮了應用環(huán)境
FBAR優(yōu)秀的濾波性能結合microcap封裝,50ohm輸入輸出端匹配,為快速設計高性能手機,移動設備提供了絕佳的選擇,而安華高穩(wěn)定的品質和巨大的產能,又為客戶提供有力保障。
最近,AVAGO基于FBAR技術,針對2.4GHz頻段的手機和移動無線產品推出了WiFi/Bluetooth帶通濾波器 ---ACPF-7024,和WiMAX帶通濾波器---ACPF-7025,其性能指標如表2。
 

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,帶內插損小,選擇性好。對鄰近頻段的WiMAX,  PCS, 和LTE band7,40有很高的帶外抑制。指標如圖1
圖1:ACPF-7024 帶外衰減 2350-2550MHz
 
ACPF-7025, 2496 – 2690MHz WiMAX  帶通濾波器,帶內插損小,選擇性好。對鄰近頻段的WiFi/Bluetooth, PCS, 800MHz Cell有很高的帶外抑制。實現(xiàn)WiMAX 收發(fā)器和WiFi/Bluetooth 收發(fā)器可同時工作,互不影響。應用見圖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產品應用的迷你雙工器AGPS-C001,有效地分離了W-CDMA/GSM收發(fā)信號和GPS/GNSS(伽利略)導航信號,而二者公用一個天線,省掉一個天線,即節(jié)省了成本,又增加了設計的靈活性,見圖3。
圖3:  AGPS-C001框圖
AGPS-C001正是FBAR技術的杰作: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,指標見圖 4,5。采用該款產品設計具有導航功能的手機,上網卡變得更便捷,產品性能更穩(wěn)定。
圖4:  AGPS-C001 天線—GPS端衰減


圖5:  AGPS-C001 天線手機端衰減
針對以上方案及產品,AVAGO亞太區(qū)最大分銷商世強電訊將配備專門的射頻技術支持團隊,向用戶提供各類技術支持及產品咨詢服務。
此內容為AET網站原創(chuàng),未經授權禁止轉載。