溫安民   應(yīng)用工程師，世強(qiáng)電訊
關(guān)鍵詞：FBAR濾波器，microcap 封裝，手持移動系統(tǒng)，頻帶隔離

當(dāng)今的無線移動產(chǎn)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(chǎn)品上。這對設(shè)計(jì)和大批量生產(chǎn)也提出了挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)者選擇方案時(shí)應(yīng)考慮技術(shù)的成熟和可持續(xù)性。

 

整機(jī)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(hù)間隔越來越小。一方面，這就給每個(gè)系統(tǒng)發(fā)射端的頻譜和功率提出了更嚴(yán)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(shí)，接收端的環(huán)境更惡劣，特別對越來越小的移動產(chǎn)品來說，干擾增多，提高接收靈敏度和抗干擾必須增強(qiáng)。特別在2.4GHz頻段，有ISM，Bluetooth，WiFi, WiMAX 等協(xié)議的業(yè)務(wù)。為了保證每個(gè)系統(tǒng)正常工作，互不影響，每個(gè)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(dá)到帶內(nèi)插損小，帶外衰減大，選擇性高，接收機(jī)不會由于臨近頻段發(fā)射機(jī)（如，LET band40, 2300–2400MHz）對接收機(jī)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(wù)是不需申請（備案），這更加增加了干擾源的不可預(yù)測性。

 

濾波器的主要指標(biāo)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(yīng)用頻段在2GHz一下；

3.FBAR相比SAW濾波器： Q值高一個(gè)數(shù)量級，工作頻率可高達(dá)10GHz，溫度特性好, 承受功率大于. 插損小，產(chǎn)品發(fā)熱少，延長電池使用時(shí)間，防靜電等級高ESD>200V。

全球領(lǐng)先的模擬和混合信號半導(dǎo)體企業(yè)安華高科技（Avago）的FBAR產(chǎn)品，在手機(jī)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(shù)和批量生產(chǎn)已經(jīng)非常成熟。

AVAGO FBAR產(chǎn)品，采用microcap晶片（wafer）級的封裝，體積小，分布參數(shù)小，性能穩(wěn)定，性價(jià)比高，易于安裝，應(yīng)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(jī)等移動產(chǎn)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(jī)，數(shù)據(jù)卡，無線接入的WiMAX/LTE 語音通信和WiFi/Bluetooth 數(shù)據(jù)通信，將實(shí)現(xiàn)共存與功能互補(bǔ)，發(fā)揮各自的應(yīng)有性能，互不形成干擾 。

FBAR優(yōu)秀的濾波性能結(jié)合microcap封裝，50ohm輸入輸出端匹配，為快速設(shè)計(jì)高性能手機(jī)，移動設(shè)備提供了絕佳的選擇，而安華高穩(wěn)定的品質(zhì)和巨大的產(chǎn)能，又為客戶提供有力保障。

最近，AVAGO基于FBAR技術(shù)，針對2.4GHz頻段的手機(jī)和移動無線產(chǎn)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(biāo)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(nèi)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(biāo)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(nèi)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(shí)現(xiàn)WiMAX 收發(fā)器和WiFi/Bluetooth 收發(fā)器可同時(shí)工作，互不影響。應(yīng)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(chǎn)品應(yīng)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(dǎo)航信號，而二者公用一個(gè)天線，省掉一個(gè)天線，即節(jié)省了成本，又增加了設(shè)計(jì)的靈活性，見圖3。

圖3：  AGPS-C001框圖

AGPS-C001正是FBAR技術(shù)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(biāo)見圖 4,5。采用該款產(chǎn)品設(shè)計(jì)具有導(dǎo)航功能的手機(jī)，上網(wǎng)卡變得更便捷，產(chǎn)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(jī)端衰減

針對以上方案及產(chǎn)品，AVAGO亞太區(qū)最大分銷商世強(qiáng)電訊將配備專門的射頻技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)，向用戶提供各類技術(shù)支持及產(chǎn)品咨詢服務(wù)。