应对现代应用中最常见 RF 滤波挑战的四种方法

1：多层 SAW 的创新突破

SAW 的众多创新之一是利用表面分层实现温度补偿，将叉指换能器与外部环境隔离，从而减轻滤波器的波动。这通过在晶片表面使用氧化硅或氮化硅材料层来实现，如下图所示。

另一个显著创新是多层 SAW。这项革命性的更新改进了温度补偿和 Q 系数（每个振荡周期的存储能量与损失能量之比。它用于衡量谐振电路的选择性）。多层 SAW 通过在压电层和功能层的表面下添加一层氧化硅来实现这些性能改进，如下图所示。与常规 SAW 和 TC-SAW（温度补偿 SAW）相比，多层 SAW 的整体性能最佳。

2：BAW 与 FBAR 的温度补偿

尽管市面上有各种各样的体声波滤波器，但实际上主要类型只有两种，即体声波 (BAW) 和薄膜体声波谐振器 (FBAR)。主要区别在于材料及其组合方式，如下图所示。BAW 滤波器采用声布拉格 (Bragg) 反射器层堆叠，使设备易于散热。通过这种方式，BAW 滤波器在高温条件下也能保持较低的运行温度。另一方面，FBAR 有一个气腔，它在一定程度上降低了散热水平，当置于温度变化的环境中时，会引起更大的过滤器波动。

3：RF 滤波器变得越来越小，越来越复杂

客户希望产品采用更小的封装，同时拥有更多的功能，并提供更高的性能，制造商和设计人员都在尽力满足这些需求。无线设备变得越来越小，每个房间的 Wi-Fi pod 或网状网络设备也变得越来越时尚、越来越小巧。此外，我们智能手机中可用的射频空间也正在缩小，以便为更大的电池、更多的摄像头、更多的射频通道腾出空间。

智能手机方面，制造商增大了电池尺寸，以支持多摄像头和天线等新配置，实现超宽频、毫米波和分集功能。Wi-Fi、低频、中频、高频、超高频、UWB 和毫米波功能等无线标准都是标配，这意味着很多智能手机需要的天线通路数量多达六条。所有这些都在压缩元件制造商使用的智能手机 PC 板的面积。因此，射频前端系统设计人员除了将这些滤波器集成到小型 RFFE 模块中，还必须开发更小的前端组件，包括滤波器。为了达到这个目的，当今的射频滤波器需要做到更小、功能更强，也会更复杂。

4：小巧强大的多路复用器和天线复用器

独立的带通滤波器和双工器不再是能够抑制干扰并支持当今智能设备中多个射频通路的唯一产品。当今的智能设备需要更小、更复杂的 RF 滤波器，比如多路复用器和天线复用器。

天线复用器在天线附近工作，旨在高效地将适当的信号深入引向设备中。天线复用器减少了对更多分立元件的需要，以及系统中使用的天线数量。

天线复用器为设计人员带来了更大的灵活性，可在更小的设备中实现更高的性能。天线复用器有助于减少所需的天线数量，腾出空间实现更多的功能。它们可以充分提高性能，减少系统层面的灵敏度下降，更容易进行架构更改。因此，天线复用器解决了 5G RFFE 制造商面临的一个常见问题——可以增加射频复杂性，同时减小 RFFE 面积。借助这些器件，制造商可以满足新 5G 频段、4X4 多路输入/多路输出 (MIMO) 以及其他需要减少天线数量但不影响新旧系统功能的要求。

另外，多路复用器也可在射频前端链的下游，靠近收发器处工作。多路复用器将射频路径分开，降低了系统复杂性，并减少了对多个单独的分立式 RF 滤波器的需要。多路复用器还提供载波聚合支持，可实现更大的数据吞吐量。下图显示了天线复用器和多路复用器之间的区别。

多路复用器是一组射频滤波器，其组合方式使得彼此不会形成负载，并且输出之间实现了高度隔离。复用器可放在 RFFE 中靠近功率放大器的位置，将在载波聚合中发挥重要作用。多路复用器是一种非常不错的解决方案，在许多情况下，它是使用紧密相连频段的载波聚合组合的唯一实用解决方案。

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