B39451B3554U310濾波器信號調節(jié)器,聲音表濾波器

產(chǎn)品	SAW Filters	產(chǎn)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(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

B39451B3554U310濾波器信號調節(jié)器,聲音表濾波器

SAW濾波器應用
功能：濾波，讓需要的信號通過，濾除不需要的信號。

應用：

電視機，無繩電話，手機（每只手機中有聲表濾波器3-5只）CATV網(wǎng)絡（通過CATV上網(wǎng)可使信息傳輸速度提高幾十倍以上）
光纖通信系統(tǒng)時鐘恢復衛(wèi)星通信及定位（GPS）系統(tǒng)擴頻通信系統(tǒng)通信偵查壓縮接收機 脈沖壓縮雷達系統(tǒng)電子偵察用信道化
接收機導航系統(tǒng)無鑰匙進入和保密警戒系統(tǒng)遙測壓控系統(tǒng)其它聲表產(chǎn)品聲表面波濾波器組。

一款高端智能手機必須要對多達15個頻段的2G、3G和4G無線接入方式的發(fā)送和接收路徑進行濾波，同時要濾波的還包括：
Wi-Fi、藍牙和GPS接收器的接收路徑。必須對各接收路徑的信號進行隔離。還必須要對出處雜多、難以盡舉的其它外部信
號進行抑制。要做到這點，一款多頻段智能手機需要4或6個濾波器和多個雙工器。如果沒有聲濾波技術，這將難以實現(xiàn)。

不同于SAW濾波器，BAW濾波器內的聲波垂直傳播（圖3）。對使用石英晶體作為基板的BAW諧振器來說，貼嵌于石英基板
頂、底兩側的金屬對聲波實施激勵，使聲波從頂部表面反彈至底部，以形成駐聲波。而板坯厚度和電極質量（mass）決定了
共振頻率。在BAW濾波器大顯身手的高頻，其壓電層的厚度必須在幾微米量級，因此，要在載體基板上采用薄膜沉積和微機
械加工技術實現(xiàn)諧振器結構。

SAW Filter 與 BAW Filter 的區(qū)別

SAW 是聲表面波濾波器，在輸入端由壓電效應把無線信號轉換為聲信號在介質表面?zhèn)鞑ィ谳敵龆擞赡鎵弘娦獙⒙曅盘?br /> 轉換為無線信號
BAW 是體聲波，采用FBAR技術，原理基本同SAW，唯一的區(qū)別是聲信號在介質內部傳輸，故體積可以做的更?。ń橘|的
介電常數(shù)大于空氣）。
BAW相對來說性能可能更好一些，q值，相位噪聲，體積小等，同時加工起來更難，屬于超精細加工。BAW有3層，上下為
金屬電極，中間為壓電材料，諧振在2G左右的厚度大概為（0.1um（電極），3um（壓電層），0.1um（電極）），所以加
工難度較大，成本目前還是較高。

頻率較高時，如3G時，一般采用BAW，而當頻率在1900MHz以下時，通常采用SAW就能夠滿足要求。

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(jù)稱性能能夠提升30%。

Akoustis技術公司(前稱為Danlax,Corp.)是根據(jù)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(jīng)宣布推出了三款商用濾波器產(chǎn)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(lián)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(xiàn)了產(chǎn)品微型化，并可提供2in1，甚至4in1的
濾波器模組。現(xiàn)尺寸更小，設備更輕薄。


不同產(chǎn)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(xiàn)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。

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(chǎn)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(chǎn)
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(jù)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(chǎn)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(chǎn)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(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 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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生極高品質因數(shù)（Q 值可達數(shù)千）的駐波，進而產(chǎn)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。