滤波频段在通信行业的应用解析
滤波频段在通信行业的应用解析
滤波频段在通信行业的应用解析
滤波频段的应用背景
滤波器是通信系统中不可或缺的关键组件，其主要功能是在特定的频带上传输信号，消除频带间的相互干扰。滤波器可以根据处理信号的类型分为模拟滤波器和数字滤波器，其中模拟滤波器又可分为有源滤波器和无源滤波器。有源滤波器由无源元件和有源器件组成，具有放大信号的优点，但受带宽限制；无源滤波器仅由无源元件组成，可靠性高但存在能量损耗。滤波器还可以根据通过信号的频段分为低通、高通、带通和带阻滤波器。
滤波器在通信系统中的具体应用
基站滤波器
在移动通信基站中，滤波器作为射频器件的重要组成部分，承担着帮助基站选频的重任。基站滤波器主要应用于基带处理单元、射频处理单元和天馈系统中，通过滤除不需要的频段信号，确保发送和接收信号的准确性。目前，国内大多数基站采用的是尺寸较大、成本与性能都较为良好的腔体滤波器。
终端滤波器
在移动终端设备中，射频滤波器是射频前端模块的核心器件。终端滤波器主要用于消除信号干扰，保障信号在不同频率下互不干扰传输。随着移动通信技术的发展，智能手机等终端设备需要支持多个频段和无线通信标准，因此对滤波器的性能和集成度提出了更高的要求。
谐波抑制
在电力系统中，随着电力电子设备的广泛应用，谐波问题日益严重。无源谐波滤波器通过控制电流路径，将谐波电流分流到滤波器中，从而减少谐波对其他设备和系统的干扰。这种滤波器不需要额外的电源，几乎不会引入能量损耗，是提高电力系统质量和稳定性的有效手段。
通信标准对滤波器的要求
通信标准对滤波器的性能和规格有严格要求。例如，美国联邦通信委员会（FCC）和全球电子通信委员会（ECC）等机构制定了相关的规范标准。此外，Wi-Fi、4G/5G、蓝牙和Zigbee等无线标准也对滤波器的性能提出了具体要求。
在现代无线通信系统中，声波滤波器（AWF）因其紧凑的尺寸和高性能而被广泛应用。AWF主要包括体声波（BAW）和表面声波（SAW）滤波器两种类型。BAW滤波器具有更高的频率操作能力、更好的带外抑制性能和更高的功率处理能力，适用于3G、4G、Wi-Fi 6E和sub-6GHz 5G等高频应用场景。而SAW滤波器则在较低频率范围内具有成本优势，且市场上选择较多。
滤波器行业的发展现状
滤波器行业具有较高的技术壁垒，需要掌握多种关键技术，并具备快速响应和研发能力。行业主要参与者包括大富科技、武汉凡谷等国内企业和Powerwave、CommScope等国外企业。随着5G技术的商用和物联网应用的普及，滤波器市场呈现出快速增长的态势。据预测，滤波器的市场空间将从2016年的52.08亿美元快速成长至2022年的163.11亿美元，复合增速达到21%。
滤波器在通信系统中的应用示意图
滤波频段作为滤波器的核心性能指标，决定了其在信号处理中的作用范围和应用场景。随着通信技术的不断发展，滤波器的设计和应用也在不断创新和优化。例如，Qorvo公司的QPQ4900 BAW滤波器专为5G NR TDD频段n79设计，用于应对Wi-Fi 6E无线网络的潜在干扰。这些创新产品不仅提高了通信系统的性能，也为滤波器行业带来了新的发展机遇。
滤波器行业的发展也面临着一些挑战。例如，如何在保证性能的同时降低成本，如何满足日益复杂的多频段滤波需求，以及如何应对无线标准的快速演进等。此外，滤波器的设计和制造还需要考虑温度稳定性、功率处理能力和系统集成度等因素。
总体来看，滤波器在通信行业中的应用前景广阔。随着5G技术的普及和物联网应用的不断扩展，滤波器的需求将持续增长。同时，滤波器技术也将不断创新，以满足更高频率、更宽带宽和更低功耗的应用需求。滤波器制造商需要持续关注市场需求和技术发展趋势，加强研发投入，提升产品性能和竞争力，以在激烈的市场竞争中占据有利地位。