B82721A2301N020濾波器信號調節(jié)器,聲音表濾波器

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

B82721A2301N020濾波器信號調節(jié)器,聲音表濾波器

介質濾波器

介質濾波器利用介質陶瓷材料的低損耗、高介電常數、頻率溫度系數和熱膨脹系數小、可承受高功率等特點
設計制作的，由數個長型諧振器縱向多級串聯或并聯的梯形線路構成。其特點是插入損耗小、耐功率性好、
帶寬窄，特別適合CT1，CT2，900MHz，1.8GHz，2.4GHz，5.8GHz，便攜電話、汽車電話、無線耳機、
無線麥克風、無線電臺、無繩電話以及一體化收發(fā)雙工器等的級向耦合濾波。

有源電力濾波器

有源電力濾波器是一種動態(tài)抑制諧波和補償無功的電力電子裝置，它能對頻率和大小都變化的諧波和無功進
行補償，可以彌補無源濾波器的缺點，獲得比無源濾波器更好的補償特性，是一種理想的補償諧波裝置。早
在70年代，有源電力濾波器的基本原理和主電路拓撲結構就已被確定，但由于受當時的技術條件限制，未能
使有源電力濾波器得以實施。進入80年代后，新型電力電子器件的出現、PWM控制技術的發(fā)展以及瞬時無功
功率理論的提出，極大地促進了有源電力濾波器技術的發(fā)展。國外已開始在工業(yè)和民用設備上廣泛使用有源電
力濾波器，并且單機裝置的容量逐步提高，其應用領域從補償用戶自身的諧波向改善整個電力系統(tǒng)供電質量的
方向發(fā)展。

高通 RF360 SAW 濾波器和再振器
高通 RF360 SAW（表面聲波）濾波器和振森器符合 AEC-Q200 條件，可滿足苛刻條件要求以及沖擊和振動。
高通 RF360 SAW 濾波器和共振器采用陶瓷封裝密封，可承受 -40°C 至 +125°C 的溫度，為特定頻率的射頻
信號提供過濾功能。理想的應用包括先進的計量基礎設施 （AMI） 系統(tǒng)、基于無線電的系統(tǒng)、訪問控制、火
災和入侵報警系統(tǒng)、汽車、壓力監(jiān)控和遠程無鑰匙輸入。

使用 SAW 濾波器，可以抑制干擾，提高接收器的靈敏度和可靠性。在傳輸系統(tǒng)中，SAW 過濾器可抑制不需
要的排放，并幫助滿足國際標準，如 FCC 或 ETSI。

高通 RF360 品牌 RF/SAW 濾波器提供廣泛的設備，包括子 GHz ISM、2.4GHz、蜂窩、遠程信息處理和 IoT
分立濾波器、雙工機和模塊。

數字濾波器

與模擬濾波器相對應，在離散系統(tǒng)中廣泛應用數字濾波器。它的作用是利用離散時間系統(tǒng)的特性對輸入信號
波形或頻率進行加工處理。或者說，把輸入信號變成一定的輸出信號，從而達到改變信號頻譜的目的。數字濾
波器一般可以用兩種方法來實現：一種方法是用數字硬件裝配成一臺專門的設備，這種設備稱為數字信號處理
機；另一種方法就是直接利用通用計算機，將所需要的運算編成程序讓通用計算機來完成，即利用計算機軟件
來實現。

高通RF360 SAW（表面波）濾波器和諧振器均為AEC-Q200，滿足苛刻條件要求，以及沖擊和振動。
密封在陶瓷包裝中，可承受-40℃的溫度°C至+125°C、 高通RF360 SAW濾波器和諧振器提供了射頻信號
在規(guī)定頻率下的濾波功能。理想的應用包括先進的計量基礎設施（AMI）系統(tǒng)、基于無線電的系統(tǒng)、訪問
控制、火災和入侵報警系統(tǒng)、汽車、壓力監(jiān)測和遠程無鑰匙進入。

采用聲表面波濾波器，可以抑制干擾，提高接收機的靈敏度和可靠性。在傳輸系統(tǒng)中，SAW濾波器提
供抑制不必要的排放，并幫助實現國際標準，如FCC或ETSI。 高通RF360射頻SAW濾波器提供了廣泛的設
備，包括子GHz ISM、2.4GHz、蜂窩、遠程通信和物聯網離散濾波器、雙工器和模塊。

新型體聲波濾波器

目前市面上的體聲波濾波器基本上基于多晶薄膜工藝。而初創(chuàng)公司Akoustis Technologies, Inc.
發(fā)明的Bulk ONE? BAW技術是采用單晶AlN-on-SiC諧振器，據稱性能能夠提升30%。

Akoustis技術公司(前稱為Danlax,Corp.)是根據美國內華達州法律于2013年4月10日注冊成立，
總部設在北卡羅來納州的亨茨維爾。2015年4月15日，公司更名為Akoustis技術公司。2017年
3月，登陸納斯達克。

目前Akoustis已經宣布推出了三款商用濾波器產品：第一款是用于三頻WiFi路由器應用的商
用5.2 GHz BAW RF濾波器；第二款是針對雷達應用的3.8 GHz BAW RF濾波器；第三款AKF
-1652是針對未來4G LTE和5G移動設備5.2 GHz BAW RF濾波器

封裝微型化濾波器

濾波器的封裝微型化主要是指的是采用晶圓級封裝技術。
Qorvo的CuFlig互聯技術使用銅柱凸點代替線焊。晶圓級封裝濾波器取消了陶瓷封裝，可以實
RF360公司DSSP（Die-Sized SAW Packaging，裸片級聲表封裝）和TFAP技術（Thin-Film
Acoustic Packaging，薄膜聲學封裝技術)，實現了產品微型化，并可提供2in1，甚至4in1的
濾波器模組。現尺寸更小，設備更輕薄。


不同產品類別的新的標準封裝尺寸：雙工器1.8mm*1.4mm，2in1濾波器：1.5mm*1.1mm，
單一濾波器：1.1mm*0.9mm。


射頻前端集成化模塊化

國際大廠一直致力于射頻前端的集成化及模塊化，比如高通RF360方案；Murata將濾波器、
RF開關、匹配電路等一體化的模塊；Qorvo RF Fusion解決方案等。

高通POP3D設計采用先進的3D封裝技術，單一封裝內集成了單芯片多模功率放大器和天線開
關（AS），并將濾波器和雙工器集成到一個單一基底中，然后將基底置于基礎組件之上，整
合成一個單一的“3D”芯片組組合，從而降低了整體的復雜性，摒棄了當今射頻前端模塊中
常見的引線接合。


Qorvo RFFusion解決方案包含三種模塊化解決方案，實現高、中、低頻段頻譜區(qū)域全覆蓋。
各模塊都集成了功率放大器 (PA)、開關和濾波器。

常見的10種濾波器
1、數字濾波器
　　與模擬濾波器相對應，在離散系統(tǒng)中廣泛應用數字濾波器。它的作用是利用離散時間系統(tǒng)的特性對輸入信號
波形或頻率進行加工處理?；蛘哒f，把輸入信號變成一定的輸出信號，從而達到改變信號頻譜的目的。
　　2、低通濾波器
　　低通濾波器是指車載功放中能夠讓低頻信號通過而不讓中、高頻信號通過的電路，其作用是濾去音頻信號中
的中音和高音成分，增強低音成分以驅動揚聲器的低音單元。由
　　3、帶通濾波器
　　它的通頻帶在f1～f2之間。它使信號中高于f1而低于f2的頻率成分可以不受衰減地通過，而其它成分受到衰減。
　　4、帶阻濾波器
　　與帶通濾波相反，阻帶在頻率f1～f2之間。它使信號中高于f1而低于f2的頻率成分受到衰減，其余頻率成分的
信號幾乎不受衰減地通過。
　　5、巴特沃斯濾波器
　　從幅頻特性提出要求，而不考慮相頻特性。巴特沃斯濾波器具有最大平坦幅度特性，其幅頻響應表達式為：
　　6、切貝雪夫濾波器
　　切貝雪夫濾波器也是從幅頻特性方面提出逼近要求的，其幅頻響應表達式為：ε是決定通帶波紋大小的系數，波
紋的產生是由于實際濾波網絡中含有電抗元件。
　　7、聲表面波濾波器
　　聲表面波是指聲波在彈性體表面的傳播，這個波被稱為彈性聲表面波。聲表面波的傳播速度比電磁波的速度約
小10萬倍。聲表面波濾波器是采用石英晶體、壓電陶瓷等壓電材料，利用其壓電效應和聲表面波傳播的物理特性而
制成的一種濾波專用器件，廣泛應用于電視機及錄像機中頻電路中，以取代LC中頻濾波器，使圖像、聲音的質量大
大提高。
　　SAW聲表濾波器、聲表諧振器，是在壓電基片材料表面產生并傳播、且其振幅隨深入基片本材料的深度增加而
迅速減少的的彈性波。聲表面波（SAW）是傳播于壓電晶體表面的機械波，其聲速僅為電磁波速的十萬分之一，傳
播衰耗很小。
　　SAW聲表器件是在壓電基片上采用微電子工藝技術制作叉指形電聲換能器和反射器耦合器等，利用基片材料的
壓電效應，通過輸入叉指換能器（IDT）將電信號轉換成聲信號，并局限在基片表面?zhèn)鞑?，輸出IDT將聲信號恢復成
電信號，實現電-聲-電的變換過程，完成電信號處理過程，獲得各種用途的電子器件。
　　8、介質濾波器
　　介質濾波器利用介質陶瓷材料的低損耗、高介電常數、頻率溫度系數和熱膨脹系數小、可承受高功率等特點設
計制作的，由數個長型諧振器縱向多級串聯或并聯的梯形線路構成。
　　其特點是插入損耗小、耐功率性好、帶寬窄，特別適合CT1，CT2，900MHz，1.8GHz，2.4GHz，5.8GHz，
便攜電話、汽車電話、無線耳機、無線麥克風、無線電臺、無繩電話以及一體化收發(fā)雙工器等的級向耦合濾波。
　　9、有源電力濾波器
　　有源電力濾波器是一種動態(tài)抑制諧波和補償無功的電力電子裝置，它能對頻率和大小都變化的諧波和無功進行
補償，可以彌補無源濾波器的缺點，獲得比無源濾波器更好的補償特性，是一種理想的補償諧波裝置。
　　早在70年代，有源電力濾波器的基本原理和主電路拓撲結構就已被確定，但由于受當時的技術條件限制，未能
使有源電力濾波器得以實施。進入80年代后，新型電力電子器件的出現、PWM控制技術的發(fā)展以及瞬時無功功率
理論的提出，極大地促進了有源電力濾波器技術的發(fā)展。
　　國外已開始在工業(yè)和民用設備上廣泛使用有源電力濾波器，并且單機裝置的容量逐步提高，其應用領域從補償
用戶自身的諧波向改善整個電力系統(tǒng)供電質量的方向發(fā)展。
　　10、模擬濾波器
　　模擬濾波器在測試系統(tǒng)或專用儀器儀表中是一種常用的變換裝置。例如：帶通濾波器用作頻譜分析儀中的選頻
裝置；低通濾波器用作數字信號分析系統(tǒng)中的抗頻混濾波；高通濾波器被用于聲發(fā)射檢測儀中剔除低頻干擾噪聲；
帶阻濾波器用作電渦流測振儀中的陷波器，等等。

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。