B82721K2701N020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

B82721K2701N020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。

全球聲學濾波器技術發(fā)展趨勢

一、TC-SAW

對于聲表面波器件來說，對溫度非常敏感。在較高溫度下，襯底材料的硬度易于下降，聲波速度也因此下降。
由于保護頻帶越來越窄，并且消費設備的指定工作溫度范圍較大（通常為-20℃至85℃），因此這種局限性的
影響越來越嚴重。

一種替代方法是使用溫度補償（TC-SAW）濾波器，它是在IDT的結構上另涂覆一層在溫度升高時剛度會加強
的涂層。溫度未補償SAW器件的頻率溫度系數(shù)（TCF）通常約為-45ppm/℃，而TC-SAW濾波器則降至-15到
-25ppm/℃。但由于溫度補償工藝需要加倍的掩模層，所以，TC-SAW濾波器更復雜、制造成本也相對更高。

目前TC-SAW技術越來越成熟，國外大廠基本都有推出相應產品，在手機射頻前端取得不少應用，而國內的工
藝仍需要摸索。

二、高頻SAW

普通SAW基本上是2GHz以下，村田開發(fā)出克服以往聲表面波弱點的 I.H.P.SAW（Incredible High Performance
-SAW）。村田意將SAW技術發(fā)揮到極致（4GHz以下），目前量產的頻率可達3.5GHz。

I.H.P.SAW可以實現(xiàn)與BAW相同或高于BAW的特性，并兼具了BAW的溫度特性、高散熱性的優(yōu)點，具體如下：

1） 高Q值：在1.9GHz頻帶上的諧振器試制結果顯示，其Q值特性的峰值超過了3000，比以往Qmax為1000左右的
SAW得到了大幅度的改善。

（2）低TCF：它通過同時控制線膨脹系數(shù)和聲速來實現(xiàn)良好的溫度特性。以往SAW的TCF轉換量非常大（約為-40
ppm/℃），而 I.H.P.SAW可將其改善至±8ppm/℃以下。

（3）高散熱性：向RF濾波器輸入大功率信號后IDT會產生熱量，輸入更大功率則可能因IDT發(fā)熱而破壞電極，從而
導致故障。 I.H.P.SAW可將電極產生的熱量高效地從基板一側散發(fā)出去，可將通電時的溫度上升幅度降至以往SAW
的一半以下。低TCF和高散熱性兩種效果，使其在高溫下也能穩(wěn)定工作。

Qualcomm與RF360率先發(fā)布支持體聲波和表面聲波濾波射頻前端
2018年2月27日，巴塞羅那——Qualcomm Incorporated（NASDAQ: QCOM）
子公司Qualcomm Technologies, Inc.和Qualcomm與TDK的合資企業(yè)RF360控股
新加坡有限公司（“RF360控股公司”）率先發(fā)布一款包含最新體聲波（BAW）和
表面聲波（SAW）濾波技術的六工器射頻解決方案，支持最佳的性能、尺寸和成本
，以應對日益復雜的頻率、頻段組合。全新的六工器解決方案完善了我們的濾波器、
雙工器和多工器產品線，可應對運營商部署的各種載波聚合配置，在其擴展千兆級
LTE覆蓋、提升速度與網(wǎng)絡容量時增強用戶體驗。通過在Qualcomm Technologies
功率放大器模組中簡化對載波聚合的支持，全新的解決方案可幫助OEM廠商改善產
品設計尺寸、提高產品設計成本效率，幫助廠商加速產品的全球上市時間，讓OEM
廠商從中受益。對消費者而言，六工器解決方案的低插入損耗可支持長電池續(xù)航和
出色的數(shù)據(jù)傳輸速率。

隨著智能手機達到千兆級LTE速率，手機中蜂窩頻段的數(shù)量也在迅速增加以提供支持。
為了在廣泛的頻率頻段上支持載波聚合、同時管理干擾問題并提供卓越的無線電性能，
先進的濾波技術是必需的。全新的六工器解決方案可集成在包括雙工器模組在內的功
率放大器模組（PAMiD）中，并為下一代PAMiD模組提供關鍵的聲學構建模塊?；?br /> 于BAW和SAW的六工器是前代四工器的升級，通過在千兆級LTE和未來的5G多模終
端中支持面向載波聚合的、極具競爭力的射頻性能，它們將成為設計具備輕薄外形的
單天線終端的關鍵。

Qualcomm高級副總裁兼射頻前端業(yè)務總經理Christian Block表示：“隨著人們對數(shù)
據(jù)速率和網(wǎng)絡容量永無止境的需求，以及載波聚合復雜性的不斷攀升，OEM廠商和運
營商在滿足消費者對于頂級聯(lián)網(wǎng)用戶體驗的期望上面臨著挑戰(zhàn)。Qualcomm Technol
ogies和RF360控股的六工器解決方案集成了我們最新的BAW/SAW濾波技術，旨在激
發(fā)設計靈活性的同時提供最佳的性能。”

常見的10種濾波器
1、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。
　　2、低通濾波器
　　低通濾波器是指車載功放中能夠讓低頻信號通過而不讓中、高頻信號通過的電路，其作用是濾去音頻信號中
的中音和高音成分，增強低音成分以驅動揚聲器的低音單元。由
　　3、帶通濾波器
　　它的通頻帶在f1～f2之間。它使信號中高于f1而低于f2的頻率成分可以不受衰減地通過，而其它成分受到衰減。
　　4、帶阻濾波器
　　與帶通濾波相反，阻帶在頻率f1～f2之間。它使信號中高于f1而低于f2的頻率成分受到衰減，其余頻率成分的
信號幾乎不受衰減地通過。
　　5、巴特沃斯濾波器
　　從幅頻特性提出要求，而不考慮相頻特性。巴特沃斯濾波器具有最大平坦幅度特性，其幅頻響應表達式為：
　　6、切貝雪夫濾波器
　　切貝雪夫濾波器也是從幅頻特性方面提出逼近要求的，其幅頻響應表達式為：ε是決定通帶波紋大小的系數(shù)，波
紋的產生是由于實際濾波網(wǎng)絡中含有電抗元件。
　　7、聲表面波濾波器
　　聲表面波是指聲波在彈性體表面的傳播，這個波被稱為彈性聲表面波。聲表面波的傳播速度比電磁波的速度約
小10萬倍。聲表面波濾波器是采用石英晶體、壓電陶瓷等壓電材料，利用其壓電效應和聲表面波傳播的物理特性而
制成的一種濾波專用器件，廣泛應用于電視機及錄像機中頻電路中，以取代LC中頻濾波器，使圖像、聲音的質量大
大提高。
　　SAW聲表濾波器、聲表諧振器，是在壓電基片材料表面產生并傳播、且其振幅隨深入基片本材料的深度增加而
迅速減少的的彈性波。聲表面波（SAW）是傳播于壓電晶體表面的機械波，其聲速僅為電磁波速的十萬分之一，傳
播衰耗很小。
　　SAW聲表器件是在壓電基片上采用微電子工藝技術制作叉指形電聲換能器和反射器耦合器等，利用基片材料的
壓電效應，通過輸入叉指換能器（IDT）將電信號轉換成聲信號，并局限在基片表面?zhèn)鞑?，輸出IDT將聲信號恢復成
電信號，實現(xiàn)電-聲-電的變換過程，完成電信號處理過程，獲得各種用途的電子器件。
　　8、介質濾波器
　　介質濾波器利用介質陶瓷材料的低損耗、高介電常數(shù)、頻率溫度系數(shù)和熱膨脹系數(shù)小、可承受高功率等特點設
計制作的，由數(shù)個長型諧振器縱向多級串聯(lián)或并聯(lián)的梯形線路構成。
　　其特點是插入損耗小、耐功率性好、帶寬窄，特別適合CT1，CT2，900MHz，1.8GHz，2.4GHz，5.8GHz，
便攜電話、汽車電話、無線耳機、無線麥克風、無線電臺、無繩電話以及一體化收發(fā)雙工器等的級向耦合濾波。
　　9、有源電力濾波器
　　有源電力濾波器是一種動態(tài)抑制諧波和補償無功的電力電子裝置，它能對頻率和大小都變化的諧波和無功進行
補償，可以彌補無源濾波器的缺點，獲得比無源濾波器更好的補償特性，是一種理想的補償諧波裝置。
　　早在70年代，有源電力濾波器的基本原理和主電路拓撲結構就已被確定，但由于受當時的技術條件限制，未能
使有源電力濾波器得以實施。進入80年代后，新型電力電子器件的出現(xiàn)、PWM控制技術的發(fā)展以及瞬時無功功率
理論的提出，極大地促進了有源電力濾波器技術的發(fā)展。
　　國外已開始在工業(yè)和民用設備上廣泛使用有源電力濾波器，并且單機裝置的容量逐步提高，其應用領域從補償
用戶自身的諧波向改善整個電力系統(tǒng)供電質量的方向發(fā)展。
　　10、模擬濾波器
　　模擬濾波器在測試系統(tǒng)或專用儀器儀表中是一種常用的變換裝置。例如：帶通濾波器用作頻譜分析儀中的選頻
裝置；低通濾波器用作數(shù)字信號分析系統(tǒng)中的抗頻混濾波；高通濾波器被用于聲發(fā)射檢測儀中剔除低頻干擾噪聲；
帶阻濾波器用作電渦流測振儀中的陷波器，等等。

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?；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
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。

Qualcomm 5G新空口調制解調器系列已被全球多家終端廠商采用
2018 年 2 月 8 日，Qualcomm 宣布，Qualcomm 5G 新空口（NR）調制解調器系列已被全球多家移動
終端廠商采用，以支持符合標準的 5G 新空口移動終端產品自 2019 年開始發(fā)布。與 Qualcomm 合作的移動
終端廠商包括華碩、富士通公司、富士通連接技術有限公司（Fujitsu Connected Technologies Limited）、
HMD Global（諾基亞手機生產公司）、HTC、Inseego/Novatel Wireless、LG、NetComm Wireless、
NETGEAR、OPPO、夏普、Sierra Wireless、索尼移動、Telit、vivo、聞泰科技、啟碁科技（WNC）、小
米和中興通訊。這些移動終端廠商正努力基于首款商用發(fā)布的 5G 調制解調器解決方案——驍龍 X50 5G 新
空口調制解調器系列，自 2019 年開始實現(xiàn)支持 6 GHz 以下和毫米波（mmWave）頻譜頻段的 5G 移動終
端的商用。

Qualcomm 高級副總裁兼移動業(yè)務總經理 Alex Katouzian 表示：

Qualcomm 堅定地致力于幫助我們的客戶向消費者提供下一代 5G 移動體驗，實現(xiàn)這一體驗需要 5G 新空口
網(wǎng)絡、移動終端和驍龍 X50 5G 調制解調器支持的增強型移動寬帶 5G 新空口連接。我們與全球杰出移動終端
廠商的合作以及我們在 3G 和 4G LTE 領域所做的工作，證明和展示了 Qualcomm 正利用我們深厚的技術專
長和技術領先性，支持 5G 新空口的成功推出，在移動生態(tài)系統(tǒng)中驅動創(chuàng)新。


通過其 5G 移動芯片組產品，以及旨在于 2019 年提供商用 5G 新空口移動終端而與 5G 生態(tài)系統(tǒng)展開的協(xié)作，
Qualcomm 將繼續(xù)引領移動行業(yè)發(fā)展。5G 的到來將使移動技術擴展至全新的頻譜頻段和所有頻譜類型，從而
支持增強型移動寬帶，并為幾乎所有智能手機用戶提升整體平均下載速度。


5G 新空口技術將支持每秒數(shù)千兆比特的數(shù)據(jù)速率，并具有比當前網(wǎng)絡顯著降低的延遲，以及其他功能。這些技
術對滿足新興消費者移動寬帶體驗（如虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實和光纖般速度實現(xiàn)云連接）日益增長的連接需求，以
及支持高可靠、低延遲的全新服務至關重要。此外，對于始終連接的 PC，顯著降低延遲將支持需要實時互動的應
用實現(xiàn)與云端即時連接，如交互游戲、實時語音翻譯、實時文字翻譯和實時協(xié)同編輯。


5G 用例包括智能手機增強型移動寬帶；始終連接的PC；面向虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實與擴展現(xiàn)實的頭顯設備；以及
移動寬帶。所有這些都需要持續(xù)且始終一致的云連接。以下將詳細介紹每個領域：



5G智能手機：有了 5G，消費者將幾乎永遠不再需要登陸公共 Wi-Fi。他們還將享受比現(xiàn)在更快的網(wǎng)頁瀏覽、更
快的下載、質量更佳的視頻通話、在線觀看超高清（UHD）與 360 度視頻，以及即時云訪問。



始終連接的 PC：隨著 5G 網(wǎng)絡的到來，“始終連接”的 PC 將能夠利用超高速、低延遲的連接，支持全新水平的
云服務，高質量的視頻會議，交互游戲，以及隨處工作的靈活性所帶來的更強生產力。



頭顯設備：5G 增強型移動寬帶將以更低成本并在超低延遲（低至 1 毫秒）下，通過增加的容量進一步提升 VR、
AR 和 XR 體驗。