5G網(wǎng)絡(luò)在更高的頻段中運行，對于RF濾波器而言，需要新的基礎(chǔ)技術(shù)和性能標(biāo)準(zhǔn)。業(yè)界必須開發(fā)新的諧振結(jié)構(gòu)，以便在高頻和大帶寬下進(jìn)行濾波，并需要合適的功率以最大化信號范圍。以下是有關(guān)5G濾波器的五個關(guān)鍵常見問題解答。

　　為什么不能在5G濾波器中使用電流諧振器結(jié)構(gòu)?

　　諧振器結(jié)構(gòu)支持在限定頻率下的諧振振蕩。由于性能和低成本，最流行的結(jié)構(gòu)是聲波。表面聲波(SAW)和體聲波(BAW)在高達(dá)2.7GHz時已經(jīng)實用，其頻率低于FR1頻帶的高帶寬5G頻帶。隨著工作頻率的增加，物理尺寸減小，使其對加工技術(shù)的要求更高。更高頻率的信號具有更高的信號衰減，這意味著濾波器需要支持高功率RF信號以提高信號強度。因此，隨著5G對現(xiàn)有技術(shù)的挑戰(zhàn)，濾波器制造商正在尋找新的解決方案來滿足手機制造商的需求，其中包括新的和創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)，如新的聲波結(jié)構(gòu)XBAR，它滿足高頻率的需求，更高的帶寬和更高的功率。此外其他類型的濾波器也會孕育而生，例如電磁(EM)，電介質(zhì)，腔體波導(dǎo)，片上濾波和微帶(或平面薄膜)濾波器。

　　什么是濾波器?

　　無線電頻率占據(jù)指定遠(yuǎn)距離廣播的電磁頻譜范圍，利用壓電效應(yīng)，RF信號被轉(zhuǎn)換成電能，從而引起基板的微小波動，這些波動就代表著頻率。濾波器可以選擇來自特定頻帶的指定信號，同時抑制干擾的信號。在現(xiàn)代智能手機中，幾乎有超過50個射頻濾波器，隨著濾波器數(shù)量的增加，濾波器本身和PCB的設(shè)計挑戰(zhàn)也隨之增加。良好的濾波器性能非常重要，因為不良濾波器設(shè)計會增加功耗及干擾因素。

　　5G濾波器的頻率范圍是多少?

　　3GPP是蜂窩網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)組織。在3GPP Release 15中，它為5G應(yīng)用指定了兩個范圍的無線電頻帶。頻率范圍1(FR1)介于450MHz至6000MHz(6GHz)之間，F(xiàn)R2介于24250MHz(24GHz)至52600MHz(52.6GHz)之間。

　　在FR1內(nèi)，有5個可用于34G的頻段，但從RF濾波器的角度來看，有趣的頻段是n77(3.7 GHz)，n78(3.5 GHz)和n79(4.7 GHz)，因為這些頻段提供的頻道帶寬超過500 MHz，這對數(shù)據(jù)吞吐量至關(guān)重要。這也表示在4G濾波器中流行的聲波諧振器結(jié)構(gòu)的性能范圍有新的更高要求。

　　在FR2中，指定了四個頻段：n257(26 GHz)，n258(24 GHz)，n260(39 GHz)和n261(28 GHz)。這些都被指定用于5G毫米波(mmWave)服務(wù)，信道帶寬超過800 MHz。

　　5G濾波器的功率范圍

　　通常情況下，由于較高的信號衰減，較高頻率的無線電信號將需要更多的功率來維持與4G相同的覆蓋范圍。比如在28GHz下工作的5G信號，基站距離最遠(yuǎn)不能超過2000英尺，而且是沒有障礙物的情況下。由于這種性能導(dǎo)致室內(nèi)覆蓋效果會非常差，為此濾波器需要具有更高的信號功率，比如在頻帶邊緣高達(dá)1瓦(30dBm) ，以實現(xiàn)最大傳輸距離。

　　5G濾波器抗干擾的挑戰(zhàn)

　　在許多使用案例中，特別是在實現(xiàn)5G的高數(shù)據(jù)速率視頻應(yīng)用的全部潛力的情況下，5G和Wi-Fi在3-6GHz頻率范圍內(nèi)的共存將是必不可少的。頻帶n77，n79和5GHz的Wi-Fi在頻率上相鄰，幾乎沒有保護(hù)頻帶來分離這些頻段(見下圖)。新的Wi-Fi6標(biāo)準(zhǔn)在n79頻段附近運行，而n79頻段又與n77相鄰。高性能濾波器(如XBAR濾波器)對于緩解5G和Wi-Fi頻段之間的干擾至關(guān)重要，可實現(xiàn)最大帶寬操作，防止Wi-Fi信號流入n79數(shù)據(jù)路徑，反之亦然。