suizhexinyidaishoujidetuichu，zhinengshoujikeyizaibuxuyaodafuduzengjiachicunhezhongliangdetiaojianxiachixutigonggengduodegongneng
，zhexiexinchanpindebeihoudonglilaiziyuxindeyidongtongxinwangluo，ru4G和LTE技ji術shu的de推tui出chu
，大da多duo數shu人ren已yi經jing把ba具ju有you更geng快kuai下xia載zai速su度du和he更geng佳jia移yi動dong互hu聯lian網wang體ti驗yan與yu最zui新xin服fu務wu畫hua上shang等deng號hao
，正zheng如ru預yu期qi
，幾ji乎hu絕jue大da多duo數shu的de產chan業ye新xin聞wen都dou圍wei繞rao在zai最zui新xin型xing手shou機ji的de功gong能neng上shang，例li如ru電dian池chi續xu航hang力li、顯示屏的亮度、色彩以及分辨度等，但到底是什麼樣的半導體構造方塊帶來如此令人驚豔的產品呢?

現代智能手機中一個非常重要的部分是射頻(RF)濾(lv)波(bo)器(qi)，正(zheng)如(ru)它(ta)的(de)基(ji)本(ben)原(yuan)理(li)，濾(lv)波(bo)器(qi)主(zhu)要(yao)應(ying)用(yong)於(yu)通(tong)過(guo)需(xu)要(yao)並(bing)拒(ju)絕(jue)不(bu)要(yao)的(de)頻(pin)率(lv)，以(yi)使(shi)手(shou)機(ji)中(zhong)的(de)許(xu)多(duo)接(jie)收(shou)器(qi)可(ke)以(yi)隻(zhi)處(chu)理(li)預(yu)期(qi)的(de)信(xin)號(hao)。在(zai)過(guo)去(qu)
，手(shou)機(ji)通(tong)常(chang)隻(zhi)在(zai)全(quan)球(qiu)特(te)定(ding)地(di)區(qu)的(de)少(shao)數(shu)頻(pin)段(duan)中(zhong)工(gong)作(zuo)
，然(ran)而(er)對(dui)於(yu)現(xian)代(dai)化(hua)的(de)手(shou)機(ji)，基(ji)本(ben)上(shang)會(hui)在(zai)相(xiang)同(tong)時(shi)間(jian)於(yu)多(duo)個(ge)無(wu)線(xian)頻(pin)段(duan)工(gong)作(zuo)，包(bao)括(kuo)移(yi)動(dong)通(tong)信(xin)、藍牙(Bluetooth)、WiFi和GPSdeng
，erzhizaoshangyexiwangshejichukezaiquanqiubutongdiquhebutongdianxinyunyingshangfuwuxiagongzuodechanpin
，yaorangshoujizaigengduopinduanhediqugongzuodaibiaoleshoujiduishepinlvbodeyaoqiuyuelaiyuegao。

在前幾代的無線技術中
，濾波要求並不難達成
，可能隻需使用表麵聲波濾波器即可，但隨著運營商網絡逐漸演進到CDMA和3G，薄膜腔聲波諧振器(FBAR)技術非常適合美國PCS和部分其他頻段對於濾波的高挑戰性要求，為了可以利用目前的4G/LTE服務，智能手機本身變得更為複雜，因此手機製造商已經開始擴大采用Avago的FBAR技術來解決以下即將討論4G/LTE所麵對的獨特問題。

射頻濾波器挑戰1：可在多個頻段工作的4G/LTE手機

最zui新xin的de智zhi能neng手shou機ji產chan品pin在zai設she計ji上shang必bi須xu可ke在zai全quan球qiu多duo個ge頻pin段duan工gong作zuo

，多duo頻pin段duan智zhi能neng手shou機ji的de整zheng體ti尺chi寸cun並bing不bu會hui大da於yu前qian一yi代dai，因yin此ci如ru果guo要yao在zai保bao留liu給gei射she頻pin前qian端duan電dian路lu的de相xiang同tong空kong間jian內nei加jia入ru更geng多duo的de濾lv波bo器qi，那na麼me非fei常chang明ming顯xian地di

，濾lv波bo器qi本ben身shen必bi須xu非fei常chang小xiao
，藉ji助zhuMicrocap微型封裝技術，FBAR濾波器可以通過芯片級封裝滿足絕大多數的空間受限應用。由於FBAR是基體型材料
，因此可以提供非常良好的功率處理能力而不需要使用如SAW濾波器中常見的並行結構，另外，FBAR器件的尺寸也會隨著頻率的提高而縮小，這使得FBAR非常適合目前2300MHz到2700MHz，以及未來3.5GHz的新4G/LTE頻段應用。

也許FBAR技術中最重要的特性是可以支持高挑戰性頻段分配的陡峭濾波曲線以及卓越的帶外抑製能力
，圖1是先前提到美國PCS應用的情況，其中上方發射頻率和下方接收頻率間的間隙非常窄
，這個特性對於4G/LTE應用而言更為重要，原因是發射和接收頻率間的間隙更窄。除此之外，現今的智能手機也必須在緊鄰現有2G/3G射頻服務的擁擠頻譜內工作
，還要避免可能影響甚至中斷數據服務的幹擾，通常頻段間的過渡頻率大約在數MHz

，有時甚至完全沒有防護頻帶。

FBAR濾波器帶來的價值優勢之一可由美國使用的Band 13環境看出
，這個由Verizon公司使用作為LTE服務的頻段距離警察、消防和其他應急處理機構使用的新公共安全無線電服務頻段僅2MHz
，為了避免幹擾PSR運行

，LTE標準要求在Band 13頻pin段duan上shang工gong作zuo的de手shou機ji必bi須xu大da幅fu度du降jiang低di發fa射she功gong率lv


，但dan功gong率lv的de降jiang低di則ze會hui明ming顯xian影ying響xiang網wang絡luo效xiao率lv，減jian少shao可ke以yi服fu務wu的de用yong戶hu數shu和he服fu務wu質zhi量liang，大da幅fu度du降jiang低di數shu據ju吞tun吐tu量liang甚shen至zhi導dao致zhi掉diao線xian，通tong過guo結jie合he帶dai溫wen度du補bu償chang超chao快kuai速su轉zhuan折zheFBAR雙工器和高度線性化功率放大器於環境受到良好控製的集成前端模塊中
，Avago創造了一個可以讓Band 13頻段手機全功率工作而不會幹擾PSR運行的產品，FBAR雙工器的性能可以說是這類產品的成功關鍵之一。

射頻濾波器挑戰2：運行於更高數據率的4G/LTE智能手機

相較於3G服務，相同數據量下4G/LTE的下載速度大約可以達到10倍，也就是說於同樣時間內可被下載的數據量達到10倍，有幾種方法可以用來實現更高的數據率
，4G/LTE會依檢測到的信號強度使用不同的調製方式，簡單地說，信噪比越高，數據率就愈高，如由QPSK轉換成QAM16/64調製。於通過單刀多擲開關結合多個雙工器的多頻段4G/LTE手機上
，檢測到的信號可能過低而影響數據率
，FBAR的低插入損耗有助於極大化輸入信號強度，帶來更高的數據吞吐量

，從而得到更好的用戶體驗和更高的數據容量。

采(cai)用(yong)分(fen)頻(pin)多(duo)工(gong)調(tiao)製(zhi)的(de)手(shou)機(ji)使(shi)用(yong)允(yun)許(xu)同(tong)時(shi)進(jin)行(xing)信(xin)號(hao)發(fa)射(she)和(he)接(jie)收(shou)的(de)雙(shuang)工(gong)器(qi)
，由(you)於(yu)發(fa)射(she)和(he)接(jie)收(shou)濾(lv)波(bo)器(qi)連(lian)接(jie)到(dao)相(xiang)同(tong)的(de)天(tian)線(xian)端(duan)口(kou)
，因(yin)此(ci)彼(bi)此(ci)間(jian)的(de)濾(lv)波(bo)器(qi)隔(ge)離(li)就(jiu)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)


，較(jiao)高(gao)的(de)隔(ge)離(li)會(hui)將(jiang)接(jie)收(shou)頻(pin)段(duan)的(de)噪(zao)聲(sheng)降(jiang)至(zhi)最(zui)低(di)，而(er)正(zheng)如(ru)前(qian)麵(mian)所(suo)討(tao)論(lun)
，這(zhe)可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)SNR和數據率。


提高數據率的另一種方法是通過載波聚合，載波聚合以多於一個頻段的同時工作來提高下載數據率，部分新LTE頻段占據相對較小的頻譜，例如Band 25 (5MHz)，yincizheshiyigewangluoyunyingshangkeyiyouxiaotigaotongxinrongliangdefangfa。youyumeigepinduandefashehejieshouhuitongshigongzuo
，yincibunenggoushiyongkaiguan，congershiyongduogongqilaijiehegegefashehejieshoulvboqidaoxiangtongdetianxianduankoushang，dangyiduogongqipeizhijieheshi
，Avago的FBAR濾波器可以提供低信號損耗路徑，有助於最大限度地提高數據率。

下頁內容：射頻濾波器的挑戰和解決方法
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射頻濾波器挑戰3：智能手機同時使用多個無線信號

目前很難找到沒有Wi-Fi連線功能的智能手機

，依手機工作頻率不同
，如果沒有經過適當的濾波處理，手機發送的信號可能會幹擾Wi-Fi的正常運行，作為一個例子
，歐洲的LTE Band 7 (2500MHz~2570MHz)的發射頻率就緊鄰歐洲Wi-Fi使用頻率(2401MHz~2488MHz)的上方，見圖2。

使用智能手機作為Wi-Fi熱點時，Wi-Fi會和4G/LTE無線信號同時工作，如果沒有卓越的濾波能力，Wi-Fi收發器就有可能被遮蔽或者受到Band 7頻帶上LTE信號傳輸的影響
，Avago的ACMD-6107雙工器提供足夠的保護，允許運行於更高頻率的Wi-Fi通道不會發生幹擾，其他競爭的濾波器產品無法有效提供所需的帶外衰減能力，可能造成上方Wi-Fi頻道無法使用
，和Avago的ACPF-7124 Wi-Fi共存濾波器配套組合
，可以提供達到甚至超越係統要求的出色性能。

今天絕大多數的手機同時還支持GPS，甚至GLONASS服務，由於GPS/GLONASS信號通常功率非常低，大約在-125dBm ~ -150dBm
，因此所有接近GPS頻率的發射信號都可能影響GPS/GLONASS接收器的靈敏度
，AGPS-F001預濾波器加LNA模塊由於具有陡峭濾波和寬帶衰減能力，因此可以提供移動網絡、PCS和WiFi信號卓越的帶外遮蔽能力和良好的線性性能。

FBAR技術優勢

電池使用時間是一項經常用來進行手機性能測試並相互比較的重要特性，在接收側，我們討論了FBAR的較低插入損耗如何通過補償於射頻前端結合多頻段所帶來的較高損耗支持4G/LTE手(shou)機(ji)的(de)更(geng)高(gao)數(shu)據(ju)率(lv)，另(ling)一(yi)個(ge)好(hao)處(chu)是(shi)，通(tong)過(guo)使(shi)手(shou)機(ji)可(ke)以(yi)檢(jian)測(ce)較(jiao)微(wei)弱(ruo)信(xin)號(hao)，擴(kuo)大(da)移(yi)動(dong)通(tong)信(xin)的(de)覆(fu)蓋(gai)範(fan)圍(wei)
，避(bi)免(mian)造(zao)成(cheng)較(jiao)差(cha)的(de)接(jie)收(shou)能(neng)力(li)甚(shen)至(zhi)掉(diao)線(xian)。在(zai)發(fa)射(she)側(ce)，較(jiao)低(di)的(de)發(fa)射(she)濾(lv)波(bo)器(qi)插(cha)入(ru)損(sun)耗(hao)代(dai)表(biao)了(le)在(zai)相(xiang)同(tong)天(tian)線(xian)發(fa)射(she)功(gong)率(lv)下(xia)功(gong)率(lv)放(fang)大(da)器(qi)所(suo)需(xu)的(de)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)較(jiao)低(di)，相(xiang)較(jiao)於(yu)其(qi)他(ta)濾(lv)波(bo)器(qi)技(ji)術(shu)，Avago的Band 4雙工器帶來的插入損耗改善大約在0.2dB ~ 0.5dB，相當於節省達50mA的電流消耗，因此可以提供更長的電池使用壽命和通話時間。

當大多數應用還是基於3G服務時
，隻有少數頻段可以從FBAR技術獲益，隨著4G/LTE多頻段智能手機的普及，FBAR技術的特性優勢
，例如低插入損耗、陡峭濾波曲線、高隔離性和極小化的尺寸等已經成為所有主要智能手機製造商快速導入這個技術的原因，目前采用FBAR技術的濾波器
、雙工器以及多工器產品已經被導入美國
、歐洲和亞洲等地區15個不同工作頻段的智能手機設計中，隨著新濾波挑戰的出現，FBAR技術將繼續成為提供解答的優先選擇，也就是說，FBAR技術已經成為主流。