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主流聲表面濾波器和微波陶瓷分別有什么特點(diǎn)

2018-05-28 10:51:09 

聲表濾波器和微波陶瓷濾波器各有優(yōu)勢,在將來都會有顯著的增長。但是EPCOS AG的聲表面波器件開發(fā)部Thomas Baier博士認(rèn)為:“聲表濾波器的產(chǎn)量仍會比微波陶瓷濾波器大。聲表濾波器在小型化和集成化方面有更大的潛力。然而微波陶瓷濾波器卻以其理想的器件尺寸為高性能應(yīng)用及2GHz2GHz以上頻率范圍的無線通信應(yīng)用提供另一種低價(jià)而高性能的選擇。

微波陶瓷濾波器滿足2GHz以上頻率范圍需求

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Thomas Baier說:“對于1,800 MHz及以上的無線系統(tǒng),就通帶附近的帶外抑制和插入損耗而言,微波陶瓷濾波器的性能也相當(dāng)好。”在許多無線通信系統(tǒng)上,最近幾年微波陶瓷濾波器尺寸縮小所帶來的優(yōu)勢已經(jīng)超過了聲表濾波器尺寸的優(yōu)勢。采用微波陶瓷濾波器,濾波器系統(tǒng)級數(shù)將減少,線路的總體性能如靈敏度還可以獲得進(jìn)一步改善,而這種采用微波陶瓷濾波器方案的成本只有聲表方案的幾分之一。

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無線數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域,聲表濾波器用于中頻,陶瓷濾波器用于射頻WLAN(IEEE 802.11)WLLCDPD ModemBluetoothHome射頻等是無線數(shù)據(jù)通信和家庭射頻通信應(yīng)用的幾種形式。IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)是為WLAN而建立起來的,它采用直接系列擴(kuò)頻(DSSS)和跳頻擴(kuò)頻(FHSS)技術(shù),今后WLAN會有迅速發(fā)展的環(huán)境。CDPD modem已經(jīng)投入應(yīng)用,而Bluetooth和家用射頻技術(shù)正積極進(jìn)入市場。

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與微波陶瓷濾波器不同,聲表濾波器不會因?yàn)橛∷㈦娐钒宓牟煌谛阅苌嫌忻黠@變化,工作相當(dāng)穩(wěn)定。在信號處理過程中,微波陶瓷濾波器整個(gè)器件都在起作用,但聲表濾波器濾波過程實(shí)際上僅限制在壓電石英晶體表面幾個(gè)微米深度的范圍內(nèi)。所以,Thomas Baier說:“聲表濾波器尺寸縮小的潛力還相當(dāng)大,目前聲表濾波器的外形尺寸受限于封裝技術(shù),而不是濾波器的結(jié)構(gòu)。”將來聲表濾波器的尺寸還可縮得更小,例如一個(gè)2GHz的聲表濾波器目前的尺寸是2×2×0.8mm3,將來底面積可以縮小到1mm2以下。

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聲表面濾波器主導(dǎo)1GHz無線通信應(yīng)用以個(gè)人移動通信為主的無線通信迅猛發(fā)展,聲表濾波器的市場需求也相應(yīng)不斷增長,產(chǎn)量迅速提高。聲表濾波器在尺寸和性能上的優(yōu)勢明顯,主宰著1GHz及以下頻率范圍的無線射頻應(yīng)用,廣泛用于射頻級濾波和中頻級濾波。

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聲表面濾波器從73mm--19mm體積,到今天的2×2×0.8mm3體積,10MHZ--2.5GHZ,聲表面濾波器前些年還沒有在民用上廣泛使用,一般都是軍用,工業(yè)用,直到2000年代移動電話的崛起,才慢慢的廣泛民用,然而現(xiàn)在代科技網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展、手機(jī)智能化,無線WLAN的迅速發(fā)展,聲表面濾波器將會廣泛應(yīng)用.

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對于GSM系統(tǒng),功率處理能力已不再是關(guān)鍵所在(至少在GPRSEDGE系統(tǒng)進(jìn)入實(shí)用以前)。但是,全雙工系統(tǒng)(CDMA)仍然需要微波陶瓷濾波器所具有的大功率承受能力。微波陶瓷濾波器有著優(yōu)異的溫度穩(wěn)定性,其濾波指標(biāo)性能不受室外溫度的變化的影響。Thomas Baier說:“微波陶瓷濾波器解決方案將成為室外和汽車應(yīng)用的最佳解決方案,設(shè)計(jì)師通常不必為微波陶瓷濾波器考慮相關(guān)的環(huán)境條件因素。”另外,幾年來微波陶瓷濾波器尺寸已經(jīng)有了相當(dāng)大的縮小,2.5GHz濾波器已經(jīng)小到3×3 mm2,高度小于1.6mm

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在面對無線局域網(wǎng)(WLAN)以及HiperLAN (DSSS)系統(tǒng)市場未來的增長勢頭,聲表濾波器和微波陶瓷濾波器的市場前景相當(dāng)看好。Thomas Baier說:“由于短期內(nèi)不會出現(xiàn)零中頻的WLAN解決方案,所以WLAN還將用到中頻聲表濾波器。微波陶瓷濾波器插入損耗小于1dB,將用于目前大部分WLAN系統(tǒng)的射頻級。但是聲表濾波器具有集成平衡-不平衡變換器的功能,在2.5GHz以下應(yīng)用領(lǐng)域,射頻聲表濾波器的需求也會不斷增長。”

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Sawtek Inc.研發(fā)部經(jīng)理Sunder Gopani說:“由于移動電話的發(fā)射和接收頻帶相當(dāng)靠近,只有聲表濾波器優(yōu)異的帶外抑制性能可以很好地滿足這種應(yīng)用要求。”GSM移動通信系統(tǒng)是目前中國個(gè)人移動通信的主流,但是CDMA技術(shù)將會是今后發(fā)展最快的一種技術(shù)。據(jù)Sawtek公司的中國代理商Sanetronic Company LtdCharly Song說,該公司正在推廣Sawtek公司的CDMA基站和手機(jī)用聲表濾波器。雖說目前中國市場主要由GSM占領(lǐng),他們?nèi)栽诨ňθネ茝VCDMA用的聲表濾波器。Charly Song認(rèn)為:CDMA在一、兩年后會有市場,我們現(xiàn)在正在做前期推廣工作。

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由于2.4GHz ISM頻帶的頻率高,生產(chǎn)聲表濾波器的技術(shù)難度相當(dāng)大,目前這個(gè)頻帶的聲表射頻濾波器幾乎沒人能生產(chǎn)。但是,隨著濾波器設(shè)計(jì)和工藝水平的不斷提高,我們相信生產(chǎn)技術(shù)困難會在將來被克服。

“將來的聲表濾波器將從片式和有接合線式的設(shè)計(jì)過渡到倒裝片式封裝,外形尺寸將進(jìn)一步縮小40%。”Sunder Gopani認(rèn)為。

對于帶外抑制和尺寸大小要求很高的無線射頻濾波應(yīng)用,聲表濾波器通常是一種具有相當(dāng)競爭力的濾波解決方案。

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在以2.5GHz為中心的頻率區(qū),聲表面濾波器與陶瓷濾波器一樣都可獲得廣泛應(yīng)用,但是,在帶外抑制要求不太嚴(yán)格和功率處理能力大于1.5W的應(yīng)用場合則通常采用陶瓷濾波器。

然而,Thomas Baier博士認(rèn)為:大功率的雙工器和2GHz及以上的頻率范圍通常采用微波陶瓷濾波器。隨著2GHz的移動電話系統(tǒng)進(jìn)入市場,微波陶瓷濾波器將以其良好的高頻特性和小型化優(yōu)勢占領(lǐng)高頻無線射頻應(yīng)用市場。

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聲表中頻濾波器是無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵元件。Brian Balut說:“聲表中頻濾波器在無線局域網(wǎng)(WLAN)和無線本地環(huán)(WLL)市場的應(yīng)用,歸功于其體積小、價(jià)格低和其它技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的性能所形成的綜合優(yōu)勢。”

3.5GHz5GHz波段的WLL系統(tǒng),微波陶瓷濾波器將用于射頻級濾波,聲表濾波器用于第一和第二中頻濾波,在這里,沒有其它技術(shù)可以替代聲表濾波器。聲表濾波器設(shè)計(jì)師已經(jīng)花費(fèi)了多年的時(shí)間對WLL系統(tǒng)的射頻濾波器性能進(jìn)行優(yōu)化。Sawtek公司的Brian Balut說:“WLLBluetooth是未來聲表03

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