溫安民   應用工程師，世強電訊
關鍵詞：FBAR濾波器，microcap 封裝，手持移動系統，頻帶隔離

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，多協議的融合與集成的方向發展。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，設計者選擇方案時應考慮技術的成熟和可持續性。

 

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展，頻率資源越來越擁擠，不同通信系統頻帶間的保護間隔越來越小。一方面，這就給每個系統發射端的頻譜和功率提出了更嚴格的要求，保證發射信號具有較高的線性和不能隨意增加發射功率來增加通信距離或可靠性。

同時，接收端的環境更惡劣，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 等協議的業務。為了保證每個系統正常工作，互不影響，每個系統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，科研，醫療)頻率用途的無線業務是不需申請（備案），這更加增加了干擾源的不可預測性。

 

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，將實現共存與功能互補，發揮各自的應有性能，互不形成干擾 。

FBAR優秀的濾波性能結合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WiMAX 收發器和WiFi/Bluetooth 收發器可同時工作，互不影響。應用見圖2

 

圖2：典型的多系統框圖

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。