QualcommRF360信號調器,B39431B3770Z810濾波器信號調節(jié)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(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

QualcommRF360信號調器,B39431B3770Z810濾波器信號調節(jié)器

1 聲表面濾波器的應用及裝配要求

聲表面濾波器（簡稱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
電波的輸入信號轉化成機械能，經過處理后，再把機械能裝換成電信號，以達到過濾不必要的信號，提升收訊品質
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、體積小和質量輕等特點，并且可采用與集成電路
相同的生產工藝，制造簡單，成本低。與傳統(tǒng)的LC濾波器相比，其安裝更簡單、體積更小。缺點為插損比LC諧振
電路大。

通過對聲表面濾波器的裝配方法不斷地進行改進，測試裝配后的電性能指標，可得出如下結論：

1）傳統(tǒng)工藝方法操作簡單，濾波器工作頻率較低時，濾波器性能指標基本滿足要求。

2）兩種改進型工藝方法，都存在接觸面間隙壓緊的隨機變量，安裝操作的好壞起到決定因素。濾波器工作頻率較高時，
濾波器性能指標基本滿足要求。采用壓片螺釘拉緊形式，增加結構位置，不易于模塊小型化。

3）優(yōu)化型工藝方法，通過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變量，
指標得到極大優(yōu)化。濾波器性能不受人為因素影響。

針對聲表面濾波器不同的應用環(huán)境，我們可以采用不同的裝配工藝方案，若應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錫加焊的方式裝配；而在應用環(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，提高產品的電性能指標。

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(shù)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(shù)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(shù)字濾
波器一般可以用兩種方法來實現(xiàn)：一種方法是用數(shù)字硬件裝配成一臺專門的設備，這種設備稱為數(shù)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(xiàn)。

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。基站濾波器更注重高穩(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(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(xiàn)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(shù)（Q 值可達數(shù)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。