B39871R1950A310濾波器信號(hào)調(diào)節(jié)器

產(chǎn)品	SAW Filters	產(chǎn)品種類(lèi)	信號(hào)調(diào)節(jié)
制造商	Qualcomm RF360	加工定制
安裝	SMD/SMT	工廠(chǎng)包裝數(shù)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(lèi)型	SMD/SMT
系列	B39	繞線(xiàn)形式
調(diào)整頻差		負(fù)載電容
頻率	315 MHz to 2.4 GHz	頻率范圍	315 MHz to 2.4 GHz

B39871R1950A310濾波器信號(hào)調(diào)節(jié)器

1 聲表面濾波器的應(yīng)用及裝配要求

聲表面濾波器（簡(jiǎn)稱(chēng)SAW）主要作用原理是利用壓電材料的壓電特性，利用輸入與輸出換能器（Transducer）將
電波的輸入信號(hào)轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，經(jīng)過(guò)處理后，再把機(jī)械能裝換成電信號(hào)，以達(dá)到過(guò)濾不必要的信號(hào)，提升收訊品質(zhì)
的目的。聲表面濾波器具有工作頻率高、通頻帶寬、選頻特性好、體積小和質(zhì)量輕等特點(diǎn)，并且可采用與集成電路
相同的生產(chǎn)工藝，制造簡(jiǎn)單，成本低。與傳統(tǒng)的LC濾波器相比，其安裝更簡(jiǎn)單、體積更小。缺點(diǎn)為插損比LC諧振
電路大。

通過(guò)對(duì)聲表面濾波器的裝配方法不斷地進(jìn)行改進(jìn)，測(cè)試裝配后的電性能指標(biāo)，可得出如下結(jié)論：

1）傳統(tǒng)工藝方法操作簡(jiǎn)單，濾波器工作頻率較低時(shí)，濾波器性能指標(biāo)基本滿(mǎn)足要求。

2）兩種改進(jìn)型工藝方法，都存在接觸面間隙壓緊的隨機(jī)變量，安裝操作的好壞起到?jīng)Q定因素。濾波器工作頻率較高時(shí)，
濾波器性能指標(biāo)基本滿(mǎn)足要求。采用壓片螺釘拉緊形式，增加結(jié)構(gòu)位置，不易于模塊小型化。

3）優(yōu)化型工藝方法，通過(guò)再流焊將濾波器接地面底座與印制板可靠焊接，徹底消除了接觸面間隙壓緊的隨機(jī)變量，
指標(biāo)得到極大優(yōu)化。濾波器性能不受人為因素影響。

針對(duì)聲表面濾波器不同的應(yīng)用環(huán)境，我們可以采用不同的裝配工藝方案，若應(yīng)用在頻率較低的情況下，可采用壓緊后
手工焊接，并在金屬殼體邊緣與印制板之間點(diǎn)錫加焊的方式裝配；而在應(yīng)用環(huán)境頻率較高的情況下，可采用回流焊接的
裝配工藝，將聲表面濾波器的接地底座與PCB焊接，減小電磁干擾的影響，提高產(chǎn)品的電性能指標(biāo)。

介質(zhì)濾波器

介質(zhì)濾波器利用介質(zhì)陶瓷材料的低損耗、高介電常數(shù)、頻率溫度系數(shù)和熱膨脹系數(shù)小、可承受高功率等特點(diǎn)
設(shè)計(jì)制作的，由數(shù)個(gè)長(zhǎng)型諧振器縱向多級(jí)串聯(lián)或并聯(lián)的梯形線(xiàn)路構(gòu)成。其特點(diǎn)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(huà)、汽車(chē)電話(huà)、無(wú)線(xiàn)耳機(jī)、
無(wú)線(xiàn)麥克風(fēng)、無(wú)線(xiàn)電臺(tái)、無(wú)繩電話(huà)以及一體化收發(fā)雙工器等的級(jí)向耦合濾波。

有源電力濾波器

有源電力濾波器是一種動(dòng)態(tài)抑制諧波和補(bǔ)償無(wú)功的電力電子裝置，它能對(duì)頻率和大小都變化的諧波和無(wú)功進(jìn)
行補(bǔ)償，可以彌補(bǔ)無(wú)源濾波器的缺點(diǎn)，獲得比無(wú)源濾波器更好的補(bǔ)償特性，是一種理想的補(bǔ)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)就已被確定，但由于受當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件限制，未能
使有源電力濾波器得以實(shí)施。進(jìn)入80年代后，新型電力電子器件的出現(xiàn)、PWM控制技術(shù)的發(fā)展以及瞬時(shí)無(wú)功
功率理論的提出，極大地促進(jìn)了有源電力濾波器技術(shù)的發(fā)展。國(guó)外已開(kāi)始在工業(yè)和民用設(shè)備上廣泛使用有源電
力濾波器，并且單機(jī)裝置的容量逐步提高，其應(yīng)用領(lǐng)域從補(bǔ)償用戶(hù)自身的諧波向改善整個(gè)電力系統(tǒng)供電質(zhì)量的
方向發(fā)展。

高通RF360 SAW（表面波）濾波器和諧振器均為AEC-Q200，滿(mǎn)足苛刻條件要求，以及沖擊和振動(dòng)。
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(hào)
在規(guī)定頻率下的濾波功能。理想的應(yīng)用包括先進(jìn)的計(jì)量基礎(chǔ)設(shè)施（AMI）系統(tǒng)、基于無(wú)線(xiàn)電的系統(tǒng)、訪(fǎng)問(wèn)
控制、火災(zāi)和入侵報(bào)警系統(tǒng)、汽車(chē)、壓力監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程無(wú)鑰匙進(jìn)入。

采用聲表面波濾波器，可以抑制干擾，提高接收機(jī)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(shí)現(xiàn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，如FCC或ETSI。 高通RF360射頻SAW濾波器提供了廣泛的設(shè)
備，包括子GHz ISM、2.4GHz、蜂窩、遠(yuǎn)程通信和物聯(lián)網(wǎng)離散濾波器、雙工器和模塊。

全球聲學(xué)濾波器技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

一、TC-SAW

對(duì)于聲表面波器件來(lái)說(shuō)，對(duì)溫度非常敏感。在較高溫度下，襯底材料的硬度易于下降，聲波速度也因此下降。
由于保護(hù)頻帶越來(lái)越窄，并且消費(fèi)設(shè)備的指定工作溫度范圍較大（通常為-20℃至85℃），因此這種局限性的
影響越來(lái)越嚴(yán)重。

一種替代方法是使用溫度補(bǔ)償（TC-SAW）濾波器，它是在IDT的結(jié)構(gòu)上另涂覆一層在溫度升高時(shí)剛度會(huì)加強(qiáng)
的涂層。溫度未補(bǔ)償SAW器件的頻率溫度系數(shù)（TCF）通常約為-45ppm/℃，而TC-SAW濾波器則降至-15到
-25ppm/℃。但由于溫度補(bǔ)償工藝需要加倍的掩模層，所以，TC-SAW濾波器更復(fù)雜、制造成本也相對(duì)更高。

目前TC-SAW技術(shù)越來(lái)越成熟，國(guó)外大廠(chǎng)基本都有推出相應(yīng)產(chǎn)品，在手機(jī)射頻前端取得不少應(yīng)用，而國(guó)內(nèi)的工
藝仍需要摸索。

二、高頻SAW

普通SAW基本上是2GHz以下，村田開(kāi)發(fā)出克服以往聲表面波弱點(diǎn)的 I.H.P.SAW（Incredible High Performance
-SAW）。村田意將SAW技術(shù)發(fā)揮到極致（4GHz以下），目前量產(chǎn)的頻率可達(dá)3.5GHz。

I.H.P.SAW可以實(shí)現(xiàn)與BAW相同或高于BAW的特性，并兼具了BAW的溫度特性、高散熱性的優(yōu)點(diǎn)，具體如下：

1） 高Q值：在1.9GHz頻帶上的諧振器試制結(jié)果顯示，其Q值特性的峰值超過(guò)了3000，比以往Qmax為1000左右的
SAW得到了大幅度的改善。

（2）低TCF：它通過(guò)同時(shí)控制線(xiàn)膨脹系數(shù)和聲速來(lái)實(shí)現(xiàn)良好的溫度特性。以往SAW的TCF轉(zhuǎn)換量非常大（約為-40
ppm/℃），而 I.H.P.SAW可將其改善至±8ppm/℃以下。

（3）高散熱性：向RF濾波器輸入大功率信號(hào)后IDT會(huì)產(chǎn)生熱量，輸入更大功率則可能因IDT發(fā)熱而破壞電極，從而
導(dǎo)致故障。 I.H.P.SAW可將電極產(chǎn)生的熱量高效地從基板一側(cè)散發(fā)出去，可將通電時(shí)的溫度上升幅度降至以往SAW
的一半以下。低TCF和高散熱性?xún)煞N效果，使其在高溫下也能穩(wěn)定工作。

在通信設(shè)備中，射頻信號(hào)處理單元負(fù)責(zé)信號(hào)的發(fā)送與接收，包含射頻收發(fā)器、天線(xiàn)、
射頻前端等。其中，射頻前端由一系列組件構(gòu)成，包含功率放大器（PA）、濾波器
（Filters）、開(kāi)關(guān)（Switch）、雙工器（Diplexer/Duplexer，由 2 個(gè)濾波器組成）、
低噪聲放大器（LNA） 等，分別對(duì)應(yīng)不同的射頻信號(hào)處理功能，本篇將就射頻關(guān)鍵
器件濾波器進(jìn)行專(zhuān)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(fèi)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(fù)責(zé)對(duì)通信通道中的信號(hào)頻率
進(jìn)行濾波。濾波器允許符合特定頻率的信號(hào)通過(guò)，同時(shí)抑制其他不需要的頻率信號(hào)，
可解決不同頻段和通信系統(tǒng)之間產(chǎn)生的信號(hào)干擾問(wèn)題，廣泛應(yīng)用于基站和終端設(shè)備的
射頻信號(hào)處理系統(tǒng)中。從射頻信號(hào)處理系統(tǒng)的布局來(lái)看，在射頻發(fā)射路徑中，濾波器
位于功率放大器的后側(cè)；在射頻接收路徑中，濾波器位于低噪聲放大器的前側(cè)。

射頻前端的信號(hào)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(kāi)關(guān)-PA-濾波器/雙工器-開(kāi)關(guān)-天線(xiàn)-信號(hào)”；（2）接收通道路徑為“
信號(hào)- 天線(xiàn)-開(kāi)關(guān)-濾波器/雙工器-LNA-開(kāi)關(guān)-射頻收發(fā)模塊-基帶芯片”。

二、關(guān)鍵性能指標(biāo)
射頻濾波器性能的優(yōu)劣直接影響通訊系統(tǒng)的通信質(zhì)量。Q 值、帶寬、阻帶抑制度、插入
損耗、延遲時(shí)間等是衡量濾波器性能的指標(biāo)。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(biāo)。

三、濾波器分類(lèi)

聲學(xué)濾波器是目前手機(jī)應(yīng)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(yīng)用場(chǎng)景和材料工藝兩個(gè)方向進(jìn)行分類(lèi)：

（一）按應(yīng)用場(chǎng)景分類(lèi)
射頻濾波器在無(wú)線(xiàn)通信終端的基站市場(chǎng)和手機(jī)市場(chǎng)應(yīng)用最多，因此按照應(yīng)用場(chǎng)景分類(lèi)，
濾波器可分為通信基站濾波器和手機(jī)濾波器。不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)濾波器的要求不同，因此
手機(jī)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(biāo)，而手機(jī)濾波器對(duì)價(jià)格、
體積（手機(jī)射頻濾波器尺寸為毫米級(jí)別，基站射頻濾波器為厘米級(jí)別）更為敏感。

基站射頻濾波器主要分為金屬腔體濾波器（應(yīng)用于2G-4G時(shí)代基站，應(yīng)用率達(dá)95，產(chǎn)
業(yè)鏈成熟，適用于低頻通信）和介質(zhì)濾波器（使用5G基站建設(shè)小型化和輕量化需求，
是5G 基站的新風(fēng)口），對(duì)應(yīng)的制造工藝分別是金屬精密加工和介質(zhì)燒結(jié)；手機(jī)射頻濾
波器主要為聲波濾波器，包含SAW、TC-SAW、BAW、FBAR等，對(duì)應(yīng)的制造工藝為半
導(dǎo)體制造工藝。

（二）按工藝材料分類(lèi)

射頻濾波器可分為聲學(xué)濾波器、晶體濾波器、陶瓷濾波器，其中聲學(xué)濾波器（SAW、
BAW）是目前手機(jī)應(yīng)用的主流濾波器。根據(jù)技術(shù)不同，聲學(xué)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(chǎn)品包
括普通的SAW、具有溫度補(bǔ)償特性的TC-SAW 濾波器及高頻 I.H.P-SAW；BAW濾波器
產(chǎn)品包括BAW-SMR 和FBAR。

四、SAW 濾波器

SAW 濾波器采用半導(dǎo)體平面工藝制作，具有良好的一致性和重復(fù)性，并可實(shí)現(xiàn)低成本
批量生產(chǎn)。一般的 SAW 濾波器由壓電材料襯底和兩個(gè) IDT 交叉環(huán)能器構(gòu)成。IDT 交叉
換能器是由交叉排列的金屬電極組成，左側(cè) IDT 將電信號(hào)轉(zhuǎn)成聲波，右側(cè) IDT 將聲波轉(zhuǎn)
成電信號(hào)。IDT 能把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲波主要是因?yàn)槠湎路綁弘娨r底產(chǎn)生壓電效應(yīng)，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(guò)壓電效應(yīng)將電信號(hào)轉(zhuǎn)為聲信號(hào)在介質(zhì)表面上傳播，
而在輸出端由逆壓電效應(yīng)將聲信號(hào)轉(zhuǎn)為電信號(hào)。對(duì)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(dòng)，橢圓的長(zhǎng)軸垂直于固體表面，隨著固體
深度越深，粒子運(yùn)動(dòng)幅度越小。

穿過(guò)基板表面的聲波（在固體材料中，交替的機(jī)械形變會(huì)產(chǎn)生3,000 至12,000 米/ 秒速度
的聲波）移動(dòng)的速度慢于任一端上 IDT 的電氣速度。而穿過(guò)基板的波發(fā)生的延遲在接收端
的 IDT 處相結(jié)合，產(chǎn)生極高品質(zhì)因數(shù)（Q 值可達(dá)數(shù)千）的駐波，進(jìn)而產(chǎn)生了有限沖激響應(yīng)
（FIR）濾波器響應(yīng)。通過(guò)調(diào)整穿過(guò)基板的行進(jìn)距離和 IDT 指的尺寸，可改變沖激響應(yīng)。而
這就決定了帶寬、中心頻率、類(lèi)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(huì)導(dǎo)致電子遷移和發(fā)熱問(wèn)題，所以 SAW濾波
器不太適合 2.5GHz 以上的頻率。SAW 濾波器對(duì)溫度變化也敏感，性能隨溫度升高而變差，
溫度升高時(shí)，基片材料的剛度變小，聲波速度變小。溫度補(bǔ)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(hù)涂層改善其溫度特性，使其在溫度升高時(shí)，剛度增
加，改善溫度特性的同時(shí)也會(huì)使得濾波器成本上升。

高通技術(shù)公司今日發(fā)布驍龍X65 5G調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“驍龍X65”）——第4代5G
調(diào)制解調(diào)器到天線(xiàn)的解決方案。它是全球首個(gè)支持10Gbps 5G速率和首個(gè)符合3GPP Release 16規(guī)范的
調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)，目前正在向終端廠(chǎng)商出樣，采用該全新系統(tǒng)的商用終端預(yù)計(jì)于2021年推出。

自從首個(gè)調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)商用以來(lái)，驍龍X65堪稱(chēng)公司在5G解決方案上的最大飛躍。該系統(tǒng)
旨在通過(guò)媲美光纖的無(wú)線(xiàn)性能支持目前市場(chǎng)上最快的5G傳輸速度，并充分利用可用頻譜實(shí)現(xiàn)極致的網(wǎng)絡(luò)
靈活性、容量和覆蓋。除驍龍X65之外，高通技術(shù)公司還推出驍龍X62 5G調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)（以下
簡(jiǎn)稱(chēng)“驍龍X62”），一款針對(duì)主流移動(dòng)寬帶應(yīng)用市場(chǎng)進(jìn)行優(yōu)化的調(diào)制解調(diào)器到天線(xiàn)的解決方案。

高通公司總裁兼候任首席執(zhí)行官安蒙表示：

5G的演進(jìn)為高通公司創(chuàng)造了最大的機(jī)遇，因?yàn)橐苿?dòng)技術(shù)將讓幾乎所有行業(yè)從中受益。憑借驍龍X65
5G調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)，我們創(chuàng)造了重要里程碑——開(kāi)啟傳輸速率高達(dá)10Gbps的連接時(shí)代并支持最新
5G規(guī)范。驍龍X65將在賦能全新的5G用例方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用，不僅會(huì)重新定義頂級(jí)智能手機(jī)，還
將為5G在移動(dòng)寬帶、計(jì)算、XR、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、5G企業(yè)專(zhuān)網(wǎng)和固定無(wú)線(xiàn)接入等領(lǐng)域的擴(kuò)展帶來(lái)全新可能性。


高通技術(shù)公司高級(jí)副總裁兼4G/5G業(yè)務(wù)總經(jīng)理馬德嘉表示：



驍龍X65融合了全球領(lǐng)先的無(wú)線(xiàn)科技創(chuàng)新者對(duì)于5G關(guān)鍵技術(shù)突破的所有期待。我們的第4代5G調(diào)制解
調(diào)器及射頻系統(tǒng)面向全球5G部署而設(shè)計(jì)，帶來(lái)從調(diào)制解調(diào)器到天線(xiàn)的重大創(chuàng)新，以及覆蓋Sub-6GHz和毫
米波頻段的廣泛頻譜聚合功能。這將推動(dòng)5G的快速擴(kuò)展，同時(shí)為用戶(hù)提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋、提高能效和性能。此
外憑借其在增程和大功率上的能力，驍龍X65和驍龍X62還在將5G擴(kuò)展至固定無(wú)線(xiàn)接入和云連接計(jì)算領(lǐng)域的
過(guò)程中發(fā)揮核心作用。


旗艦級(jí)驍龍X65 5G調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)的關(guān)鍵創(chuàng)新包括：

可升級(jí)架構(gòu)，支持跨5G各細(xì)分市場(chǎng)進(jìn)行增強(qiáng)、擴(kuò)展和定制；并通過(guò)軟件更新，支持即將推出的全新特性、
功能，以及3GPP Release 16新特性的快速部署。特別是隨著5G擴(kuò)展至計(jì)算、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和固定無(wú)線(xiàn)接入
等全新垂直行業(yè)，該可升級(jí)架構(gòu)可以支持基于驍龍X65打造面向未來(lái)的解決方案，以支持全新特性的采用，
延長(zhǎng)終端使用周期，并有助于降低總擁有成本。

第4代高通QTM545毫米波天線(xiàn)模組，旨在擴(kuò)大移動(dòng)毫米波的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，提升能效。高通QTM545毫米波
天線(xiàn)模組搭配全新驍龍X65調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)，支持比前代產(chǎn)品更高的發(fā)射功率，支持包括n259（41GHz）
新頻段在內(nèi)的全球所有毫米波頻段，同時(shí)保持與前代產(chǎn)品一樣緊湊的占板面積。

全球首創(chuàng)AI天線(xiàn)調(diào)諧技術(shù)，是將公司超過(guò)十年的開(kāi)創(chuàng)性AI研發(fā)成果引入移動(dòng)射頻系統(tǒng)的第一步，為蜂窩技術(shù)
性能和能效帶來(lái)重大提升。例如，與前代技術(shù)相比，通過(guò)AI實(shí)現(xiàn)對(duì)手部握持終端偵測(cè)準(zhǔn)確率30%的提升。這
一提升可以帶來(lái)增強(qiáng)的天線(xiàn)調(diào)諧功能，從而提高數(shù)據(jù)傳輸速度，改善覆蓋范圍，延長(zhǎng)電池續(xù)航。

下一代功率追蹤解決方案更小巧、更高效并且具備更高性能——與普通功率追蹤技術(shù)相比，具備卓越性能
和成本效益。

最全面的頻譜聚合，覆蓋包括毫米波和Sub-6GHz頻段的全部主要5G頻段及其組合，F(xiàn)DD和TDD，通過(guò)
使用碎片化的5G頻譜資產(chǎn)，為運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)極致靈活性。

高通5G PowerSave 2.0，基于3GPP Release 16定義的全新節(jié)電技術(shù)，比如聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)喚醒信號(hào)（
Connected-Mode Wake-Up Signal）。

高通Smart Transmit? 2.0，是由高通技術(shù)公司許可的獨(dú)特系統(tǒng)級(jí)技術(shù)，可與驍龍X65調(diào)制解調(diào)器及射頻
系統(tǒng)搭配使用，通過(guò)利用從調(diào)制解調(diào)器到天線(xiàn)的系統(tǒng)感知功能，在持續(xù)滿(mǎn)足射頻發(fā)射要求的同時(shí)，為毫米
波和Sub-6GHz頻段帶來(lái)更高的上傳速率和更廣的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。