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浅谈介质滤波器应用

日期:2017-3-15 11:39:17 人气:1910

随着现代无线通讯技术的发展,滤波器ODM行业迎来新的机遇与挑战: 频谱资源稀缺导致通信系统的频率分配越来越密集,为了满足系统自身收发要求并实现多系统共用,这就需要提高滤波器的抑制指标要求;无线系统节能减排的要求需要更加严格的功耗控制,在此条件下,滤波单元必须在满足高抑制条件的同时实现更好的带内差损指标;上塔和室外站型的不断演进以及系统小型化便携化的趋势要求滤波单元在更小空间内实现所需性能指标。

针对上述需求摩比公司提供了相应的解决方案。介质腔谐振滤波器具有很多共同的优点:第一:高Q值;第二:通过控制介质材料的温度系数可以精确控制谐振频率,从而实现极其稳定的全温度特性。这两大特点保证了滤波器性能的提高。同时我们也不能忽视介质滤波器在产品研制、制造,尤其是规模化生产的实现上存在诸多挑战,主要是两大问题,其一:高次模产品复杂的寄生耦合对于主模式影响很大,大大提高了仿真尤其是调试的复杂性。这要求对待高次模必须借助其固有特性,消减负面影响,加强有效利用(例如多模式介质滤波器)。其二:复杂的可调谐耦合结构。

目前,TE模及TM模介质滤波器具有较高的商业开发价值。

TE模相对空气腔能够极大地提高Q值(200%以上),然而在1.5G以下频段,由于重量及体积上的劣势及由此引入的诸多可靠性问题,使得其在此频段的多腔应用领域中没有太多的市场前景;但是针对1.5G以上及更高频段, TE01模的优势开始逐渐凸现:因为在如此高频段的要求下,大多应用已经无法通过增加空气腔的体积来改善有效Q值,而此时实现TE模所需的体积已与空气腔相当甚至占优,而且重量也在可控范围以内。成为超高抑制、低插损应用的不二之选。

TM模可以在同等金属同轴谐振器体积基础上提升40%的Q值,或者在同等Q值条件下提高空间利用。虽然这些仅是有限的性能提升,但无疑为系统设计提供了宝贵的资源。其应用包括:1:系列站型无缝整合,TM模滤波器为系列站型同等体积滤波器规划提供了更加高性能的选择。对于设备产品规划,使得高频段兼容低频段,特殊性能兼容常规性能成为可能。2:RRH站型及后续微基站站型的小型化, 由于系统效率的提高,可以采用更小体积的整机结构来降低安装维护成本, 此时也要求滤波单元需要在维持性能的条件下实现小型化。目前TM模应用的最大障碍来自于其自身结构复杂性导致的产品化瓶颈。

当下,业界都在积极探索介质滤波器的发展方向,但该技术最大的应用瓶颈不在是材料价格(考虑到设备的综合成本、高性能、低安装、维护成本的无线设备将更受运营商的青睐),而是与大规模商用相关的应用特性:结构可靠性、稳定性、批量一致性、可规模性等。

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