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科普知識
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通用RF天線

Qorvo專家講座|推動濾波器技術發展的應用現狀分析

發布日期:2022-10-17 點擊率:82

高性能濾波器對于無線通信技術來說非常重要,但另一方面,無線技術的發展對濾波技術提出了新的要求。當前無線通信對濾波技術都有哪些要求?濾波器的發展趨勢是什么?

 
共存濾波器的需求
 
 

我們需要更快速的支持帶寬集約型應用(例如,網頁瀏覽和視頻流)的無線網絡,這種需求推動了帶有Wi-Fi功能的LTE智能設備的發展。在2.4GHz Wi-Fi頻帶內,對于使用緊鄰頻帶的蜂窩通信特別是LTE網絡而言,發生干涉的可能性越來越大。

因此,設計人員必須解決Wi-Fi發射信號可能導致LTE接收設備喪失敏感度的問題,以及LTE信號可能干涉Wi-Fi通信的問題。這些問題將隨著移動設備復雜性的增加而增加;許多下一代智能手機支持的射頻頻帶將明顯多于前一代。

 

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LTE/Wi-Fi共存問題

 
 

這種Wi-Fi共存問題的解決需要射頻濾波器能夠抑制緊鄰的頻率。同時,濾波器還必須盡量減少Wi-Fi發射通路的插入損耗,以確保802.11n標準和802.11ac標準所需的高信噪比和相應的低誤差矢量幅度(EVM)。

 

在 這些需求的滿足上,Qorvo體聲波濾波器尤其有效,與蜂窩Wi-Fi應用使用的傳統聲表面波濾波器和陶瓷濾波器相比具有明顯優勢。在數吉赫工作頻率范圍 內,Qorvo體聲波濾波器可以達到的質量因子(Q)要高于其他傳統聲學技術。由于質量因子高,濾波器裙緣斜率極高,同時通帶邊緣的插入損耗仍然保持在低 水平。(Qorvo高性能體聲波共存濾波器部分型號:885032、885033、885070和885067。)

 

Qorvo體聲波設備還具有無與倫比的溫度穩定性。體聲波濾波器著眼于未來的共存應用,可處理頻率高達6GHz,而常規聲表面波濾波器的性能在較高頻率下發生降級,在2.5GHz下達到實際極限。

 
多樣化模塊很重要
 
 

現代化智能手機通常包含不止一項無線技術,廣泛覆蓋各種無線頻譜,從FM廣播和藍牙到 Wi-Fi 和 LTE。為支持所有這些功能,今天的智能手機使用多條天線。

那么,什么是天線多樣化?為什么需要天線多樣化?簡單來講,“天線多樣化”是指使用多條天線接收同一信號,這樣做是為了改善無線鏈路的品質與可靠性。可采用分立式SPxT開關或外部多樣化濾波器實現多樣化,也可集成到一個模塊。

 

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集成的多樣化模塊

 
 

對 于面向大眾市場生產智能手機的制造商而言,由于這種手機不必覆蓋全球,并且以低成本為目標,因此優先選擇分立式組件,這是因為分立式組件可以帶來設計的靈 活性。不過,高端智能手機需要覆蓋全球,面臨著產品緊湊性的問題(因此,需要采用多樣化模塊)。通過利用Qorvo的世界級濾波器技術,多樣化模塊再次證 明了Qorvo面向快速增長的蜂窩技術市場提供大范圍產品。

 
載波聚合對濾波器的影響
 
 

網 絡運營商面對不斷增長的數據需求,努力提高網絡性能。為保持客戶體驗,需要提供越來越高的數據速率,其直接方法就是增加帶寬。載波聚合是一種4G LTE 高級特性,該特性允許服務提供商將多個頻譜塊合并成一個較寬的信道,從而提供更高的數據數率。載波聚合在2014 年發展成為一個大的趨勢,在LTE 網絡部署上走在前列的市場將率先采用載波聚合。

 

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載波聚合提高吞吐速度

 
 

載波聚合有三種類型。第一類是“帶間聚合”,指不同頻帶頻譜的聚合。這些頻帶可以遠隔或緊靠在一起。遠隔頻帶的聚合最為簡單,只需同向雙工器即可。對于緊鄰的頻帶,可能需要四工器或多天線方案才能解決。

其他兩種類型涉及同一頻帶內的頻譜合并。如果頻譜塊相鄰,則稱為“帶內相鄰聚合”。如果頻譜塊相互分離,則稱為“帶內非相鄰聚合”

 

運營商追求的聚合類型因為頻譜的所有權、地理分布以及聚合的帶寬數量而有所不同。最初部署的是雙載波聚合,使用的是遠隔頻帶。隨著更大帶寬聚合需求的出現,開始提出三載波聚合。三載波聚合顯著提高了使用緊鄰頻帶的可能性,推動了四工器的開發。

載波聚合對濾波器的設計有幾個方面的影響。對于遠隔頻帶的聚合,分割信號的同向雙工器產生額外損耗,該損耗必須由低損耗濾波器做出補償。另外,濾波器阻帶的衰減也必須規劃,以確保其他聚合頻帶的充分衰減。最后,對于相鄰頻帶,需要采用更復雜的多工器。

 

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載波聚合的類型

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