针对4G-LTE智能手机的FBAR滤波器技术
基于4G∕LTE智能手机背景下FBAR滤波器技术的研究与应用

基于4G∕LTE智能手机背景下FBAR滤波器技术的研究与应用
随着手机技术的迅速发展和普及,人们对于手机信号的要求也越来越高。
而FBAR滤波器技术的出现给手机信号的处理带
来了突破性的进展。
FBAR滤波器是一种基于薄膜声表面波技术的射频滤波器,可
以实现对信号频率的选择性放大或压制,具有高精度、小尺寸、低损耗的优点。
而基于4G/LTE智能手机背景下,FBAR滤波
器的技术应用更显得尤为重要。
首先,在4G/LTE手机通信中,FBAR滤波器已经成为了实现
频段选择的重要组成部分。
由于4G/LTE手机需要支持多个频
段的通信,因此需要使用多个滤波器进行频段选择。
FBAR滤
波器的优秀特性能够为手机提供更好的频段选择能力,从而提高通信质量。
其次,FBAR滤波器还可以在4G/LTE手机通信中实现对干扰
信号的抑制。
目前,由于无线电频谱资源紧缺,不同无线电设备的频段会发生重叠,从而导致信号间的干扰。
FBAR滤波器
能够通过对干扰信号的抑制,实现对信号质量的提升,减少通信中断的概率。
此外,FBAR滤波器的小尺寸和低损耗的特性,也为手机的设
计带来了更大的发挥空间。
手机设计者可以通过精心的设计,将FBAR滤波器和其他射频元件配合使用,从而实现更加智
能化、高性能的手机设计。
综上所述,FBAR滤波器技术在基于4G/LTE智能手机的背景下应用的价值正日益凸显,其成为顺应当前手机通信技术的重要发展方向。
未来,FBAR滤波器技术将继续提升,为手机通信质量的提高做出更大的贡献。
Avago推出两款采用先进薄膜体声波谐振器(FBAR)技术的带通滤波器

Avago推出两款采用先进薄膜体声波谐振器(FBAR)技术
的带通滤波器
佚名
【期刊名称】《《电子与电脑》》
【年(卷),期】2010(000)009
【摘要】Avago推出两款采用先进薄膜体声波谐振器(FBAR)技术的带通滤波器,适用于新一代4G WiMAX/LT手机、数据卡和无线基地台。
ACPF-7024和ACPF-7025为高选择性的带通滤波器,
【总页数】1页(P76-76)
【正文语种】中文
【中图分类】TN405
【相关文献】
1.FBAR薄膜体声波谐振器专利技术发展与分析 [J], 崔岩
2.薄膜体声波谐振器(FBAR)谐振特性的模拟分析 [J], 汤亮;郝震宏;乔东海
3.薄膜体声波谐振器(FBAR)谐振特性的模拟分析 [J], 汤亮;郝震宏;乔东海
4.基于薄膜腔声谐振器(FBAR)技术的带通滤波器 [J],
5.薄膜体声波谐振器(FBAR)技术及其应用 [J], 何杰;刘荣贵;马晋毅
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薄膜体声波滤波器(fbar)研析和建模

(d)Le)图3.4FBAR谐振器的制备过程上述步骤都是标准的Si半导体工艺。
(e)抛光虽然是标准的半导体工艺,但其精度要求比传统的si工艺要高许多,这是因为FBAR是基于体声波谐振的,只有当下层Al电极和空气交界面与声波的传播方向绝对垂直时,才能有最好的电学性能,具有最大的谐振品质园子。
(f)AIN薄膜的生长是FBAR制备的关键工艺,因为A眦薄膜的厚度直接影响了FBAR的谐振频率,就PCS波段的CDMA系统而言,其接受频带(1930MHz-1990MHz)和发送频带(1850MHz-1910MHz)的间隔只有20MHz,即1%带宽,也就是说基于FBAR的发射滤波器和接受滤波器设计的频率误差最多不能超过±O.5%,否则系统将无法正常工作,而由温度引起的最大可能误差有O.3%,所以留给A1N厚度导致的误差只有O.2%的余量,具体地说,21-t111的AIN薄膜其精度必须控制在O.2%以内,这是极大的挑战。
此外,只有良好c轴取向的AlN才能提供良好的性能,c轴取向略有偏差就会对FBAR的品质因子产生不可忽略的影响。
霪鎏掣:::!!鸯:型一,(312)gg,∞+/∞(i万1一丽1)出珊则根据式(3.9)}11(3.12),可得到/一厂,lE。
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矿(3.13)专c嘉一专一-挚B·4,,’、2Q’2Q’4%由式(3.13)和(3.14)g)/iN以计算}{_{试样的复介电常数。
对于薄膜介电常数的测试装置如图3.6所示,在矩形金属空腔谐振器的正中开一条对穿的细槽,凿振腔两端用波导同轴耦合器耦合到HP8714ET向量网络分析仪(其频率精度可达1Hz),测量谐振腔的谐振频率和品质因子。
图3.6薄膜压电变压器介电常数测试装置△图3.7石英片的几何尺寸测试时,首先测量空谐振腔工作于TEl。
,模式时的谐振频率五和质量因素g45。
基于4G/LTE智能手机背景下FBAR滤波器技术的研究与应用

1 F B A R 滤 波器 技 术 的主要 优 势
5 1 。 因为F B AR滤波器 技术采 用的是基体型材 手机 性 能 测试 中的 一 一 项 常 用 指标 为 于机 电池 的使 用寿 命 , 这 也 手机设计 的空间限制_ 是消 费者选购智能 手机 时必然会进行 比较的 颂 指标 。 在于机的接 料 , 因而能够为智能手机提供较为理想的功率处理能力 , 且无需应用 A W滤波器这类的并行结构设备。 另一方面, F B A R 滤波器技术设备 收侧 来看 , 笔者对 怎样 利用多频段射频前端补偿实现F B AR 低插入 S
相同时 , 降低功率放大 器运行过程 中的输出功率损耗 , 与传统的滤 的 设 计 和 研 发 中得 以 广 泛 应 用 的 主 要 原 因 , 其中 , 下 方 接 收 频 率 与 这也是4 G / L T E 智 能 手 机 首选 这 一 波器技术相 比 , F B AR滤 波 器 技 术 能够 实 现 0 . 2 d B 至0 . 5 d B的插 入 上 方 发 射频 率 之 问 的 间 隙较 小 ,
盖范 围的进一步扩大, 防l 卜 信号接收不 良造成掉线问题【 2 】 o 由手机的
良好 的 带 外 抑 制 能 力 和 陡 峭 滤 波 曲 线 的 高 挑 战性 频段 分配 支
发射侧来看 , 发 射 滤 波 器 插 入损 耗 的 降 低 , 能 够 保 证 天 线 发 射 功 率 持 是 F B AR滤 波器 技 术 最 重 要 的 优 势 , 也 是 其 在4 G / I T E 智能手机
现 代 智 能手 机 在 产 品 的 研 发 和 设 计 方 面 实 现 了多 个频 段 的 同
于滤波的要求通常较低, 仅仅需要应用表面声波滤波器 , 然而 , 随着 3 G、 C D MA等运营商 r 枷络服务 技术的逐步实现 , F B AR 滤 波器 技术
浅析4G智能时代的射频技术

浅析4G智能时代的射频技术滤波器需求增长由于4G LTE的出现,使得频段越来越多,频段越多就会导致智能手机的设计复杂性越来越大;加上频谱资源是一个非常稀缺的资源,特别是在北美和欧洲地区,频谱非常拥挤,这样就一定会增加滤波器的复杂性。
TriQuint中国区移动产品销售总监江雄在9月份IIC 期间的一次主题演讲中表示,LTE的采用将会推动RF总体有效市场(TAM)大幅增长。
他指出,未来几年,高性能滤波器会以年均复合增长率40%~50%的速度增长(如图1所示)。
他强调,这里的高性能滤波器主要指体声波(BAW)和温度补偿声表面波(TC-SAW)这两种滤波器。
不同类型的手机中采用的滤波器类型和数量都是不一样的,比如在功能机时代,只需要普通的SAW滤波器就足够了;就算是3G手机时代,对BAW滤波器和TC-SAW滤波器的需求也不大。
但是到了4G时代,一款智能手机必须要对多个频段的2G、3G和4G无线接入方式的发送和接收路径进行滤波,同时还要对WiFi、蓝牙和GPS接收器等的接收路径进行滤波,而高端智能手机可能需要用到滤波器的地方会更多。
这些频带范围都不相同,又不能相互干扰,这必然需要更多的滤波器来对这些信号进行隔离。
而SAW滤波器由于本身的局限性,一般只适用于1.5GHz以下的应用。
另外它也易受温度变化的影响。
高于1.5GHz时,TC-SAW和BAW滤波器则更具性能优势。
BAW滤波器的尺寸还随频率升高而缩小,这使得它非常适合要求非常苛刻的3G和4G应用。
还有就是即便在高宽带设计中,BAW对温度变化也没有那么敏感,同时它还具有极低的插入损耗和非常陡峭的滤波器边缘。
BAW的集成化更高、性能更好、带宽的抑制能力更强,而且它为大于2GHz的LTE频带进行了优化。
江雄在演讲中提到。
智能手机中的高级滤波器需求会持续增加,从图2中我们可以看到移动设备中的RF器件发展主要有三个趋势:一是功率放大器市场是从持平到缓慢下降,江雄认为这主要是因为宽带放大器的应用造成的;二是CMOS开关和调谐元件会稳步增长,调谐元件目前很多手机没有,但以后的手机基本都会具备;三是滤波器的增长是非常迅速的。
YTLP2313E LTE Band 40 滤波器(2300~2400MHz)说明书

YTLP2313ELTE Band 40 Filter (2300~2400MHz) DescriptionYTLP2313E is a high-performance, miniature filterdesigned for mobile equipment with LTE B40 band.It is designed with Film Bulk Acoustic Resonator(FBAR) technology, which can provide lowinsertion loss and steep skirt. So that this productenables coexistence of Wi-Fi signals within thesame device or in close proximity to one another.For general performance, the YTLP2313E typicalinsertion loss in the pass band is less than 1.0dB,and max insertion loss is within 2.0dB over-20~+85°C, while the typical rejection at the Wi-Fiand LTE41 band are more than 35dB.For the chip package, the YTLP2313E usesadvanced module packing techniques to achievethe industry standard 1.1x0.9x0.6mm footprint,include bumping and flip chip.Functional Block DiagramPin ConnectionNo. Function1 Input4 Output2,3,5 Ground Features●For Wi-Fi - LTE coexistence application●Plastic Chip Scale Package(CSP)●Miniature Size: 1.1mm x 0.9 mm x 0.6 mm ●High Rejection at Wi-Fi and LTE B41 bands.●Low Temperature Coefficient of Frequency ●Storage temperature range: -40 to +150 ℃●Excellent ESD protection ability: Class 1C ●Moisture Sensitivity : MSL3Environmental●Full implement with RoHS compliant●Lead Free (Pb free)YTLP2313ELTE Band 40 Filter (2300~2400MHz) Electrical SpecificationsParameter(Operable Temperature:-20 to +85°C) Min Typ(1) Max(2) Unit Insertion Loss (2300 ~ 2400 MHz) \ 0.9 2.0 dBRipple (2300 ~ 2400 MHz) \ 0.4 1.0 dBVSWR Input (2300 ~ 2400 MHz) \ 1.2 1.5VSWR Output (2300 ~ 2400 MHz) \ 1.2 1.5Absolute Attenuation10 ~ 1574 MHz -23 -35 \ dB1574 ~ 1577 MHz -23 -25 \ dB1577 ~ 1680 MHz -22 -25 \ dB1845 ~ 1880 MHz -22 -24 \ dB2110 ~ 2170 MHz -26 -30 \ dB2421 ~ 2443 MHz (ch05,18MHz-BW) -25 -55 \ dB2421 ~ 2443 MHz (ch05,18MHz-BW,+25~+85°C) -40 -60 \ dB2426 ~ 2448 MHz (ch06,18MHz-BW) -55 -60 \ dB2431 ~ 2483 MHz (ch07-13,18MHz-BW) -40 -50 \ dB4600 ~ 4800 MHz -45 -48 \ dB6900 ~ 7200 MHz -31 -32 \ dBRF Input Power(3)(2300 ~ 2400 MHz) 30 dBm(1)Typ Data is the integrated value of the linear S-parameter over indicated band at +25°C.(2)Min/Max Data is being specified over -20 to +85°C.(3)Input power applied for a minimum of 5,000 hrs at 55°C in the specified frequency band.YTLP2313ELTE Band 40 Filter (2300~2400MHz)Typical Performance at Tc=25˚CFigure.1 Wideband Insertion LossFigure.2 Narrowband Insertion LossFigure.3 Input VSWR S11 Figure.4 Output VSWR S22Figure.5 Input Smith Chart S11Figure.6 Output Smith Chart S22V S W R1V S W R 20.51.02.05.0102020-2010-105.0-5.02.0-2.01.0-1.00.5-0.50.2-0.2freq (2.300GHz to 2.400GHz)S (1,1)0.51.02.05.0102020-2010-105.0-5.02.0-2.01.0-1.00.5-0.50.2-0.2freq (2.300GHz to 2.400GHz)S (2,2)Package Outline Drawing1.10±0.050.90±0.05PIN 1 Mark06Test CircuitPCB FootprintNotes:1. Dimension: mm2. Dimensions nominal unless otherwise noted3. Contact area are gold plated4. Pad(1) to (5) are same size5. XX is ROFS inside code Pin Connection: 1 Input 4 Output 2.3.5GroundNotes:1. Matching component values shown are ROFSevaluation board results, please adjust component values by the actual use environment. Notes:1. Black indicates metalized area.2. This footprint represents a recommendation only,some modification may be necessary to suit end user assembly materials and processes.3. For solder pad recommendation see mechanicalinformation.4. Dimensions shown are nominal in millimeters.Packing1.Tape Dimension2.Reel Dimension5000Pcs/ReelRecommended IR Reflow ProfileOrder InformationPart NumberQty Per ReelContainerYTLP2313E 5000 7 inchReel。
FBAR滤波器的工作原理及制备方法
FBAR滤波器的工作原理及制备方法SUBSCRIBE to US近年来,随着无线通信技术朝着高频率和高速度方向迅猛发展,以及电子元器件朝着微型化和低功耗的方向发展,基于薄膜体声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator,FBAR)的滤波器的研究与开发越来越受到人们的关注。
传统的无线通信系统常常用到介质滤波器和SAW(Surface Acoustic Wave,声表面波)滤波器。
介质滤波器虽然有较好的性能,但体积大,不便于用到便携式设备中;SAW滤波器体积小,目前虽得到广泛运用,但仍存在工作频率不高、插入损耗较大、功率容量较低等缺点;而FBAR滤波器既综合了介质陶瓷性能优越和SAW体积较小的优势,又克服两者的缺点,其体积小、高Q值、工作频率高、功率容量大、损耗低,是替代SAW滤波器的下一代滤波器,也是被业界认为最有可能实现射频模块全集成化的滤波器。
FBAR滤波器历史背景FBAR这一名称源于体声波(BAW,Bulk Acoustic Wave)。
BAW的概念是20世纪60年代提出的,但直到1980年Lakin和Wang 首次在Si芯片上制成基波频率435Mhz的薄膜谐振器,才引起人们的注意。
1990年,Krishnaswamy和Rosenbaum等人首次将FBAR结构滤波器扩展到Ghz频段。
随后,安捷伦公司(Agilent)经过长达10年的研究,终于成功在1999年研发出应用于美国PCS1900MHz频段的薄膜腔声谐振滤波器(size 5.8*11.8*1.8),同时正式提出FBAR的称谓。
并在2001年将其大规模量产。
随后美国的TFR公司、德国的英飞凌(Infineon)公司以及韩国的ANT公司也相继推出了自己的FBAR产品。
2002年,AgilentFBAR销量即突破2000万。
Agilent在FBAR市场上的成功,带动了FBAR技术的迅速发展。
在2005年,安捷伦公司因战略调整,将半导体事业部正式更名为Avago,并于次年突破了2亿只的出货量,这对于Avago而言,无疑是个值得纪念的里程碑。
2024年FBAR市场前景分析
2024年FBAR市场前景分析引言随着科技的不断进步和人们对无线通信设备的需求增加,射频滤波器(RF Filter)市场也在不断扩大。
近年来,FBAR(Film Bulk Acoustic Resonator)技术在射频滤波器领域崭露头角。
FBAR技术以其优异的性能和广泛的应用领域受到了研究人员和厂商的关注。
本文将对FBAR市场的前景进行分析。
FBAR技术的优势FBAR技术是一种利用铝钛酸锶(SrTiO3)等材料的声表面波(SAW)效应制造的射频滤波器。
相比传统的声表面波滤波器,FBAR具有以下几个显著的优势:1.小尺寸和高集成度:FBAR射频滤波器由微米级纳米材料构成,因此可以在小型化、高密度集成电路上进行布局。
2.低插入损耗:FBAR滤波器的声表面波传播损耗小,可以实现低插入损耗的射频滤波效果。
3.高可扩展性:FBAR技术可以通过调整材料的厚度和极性来实现不同频率的滤波器设计,具有很高的可扩展性。
FBAR市场需求和应用领域FBAR技术由于其良好的滤波特性和广泛的应用领域,受到了各个行业的关注和需求。
以下是几个主要的应用领域:1.无线通信设备:随着5G网络的快速发展,对于高性能射频滤波器的需求也在不断增加。
FBAR技术的高可集成性和低插入损耗使其成为5G设备中的理想选择。
2.电子消费品:智能手机、平板电脑等电子消费品对于高性能、小尺寸的射频滤波器有着巨大需求。
FBAR技术的高密度集成和小尺寸优势使其成为电子消费品市场的重要组成部分。
3.汽车电子:汽车电子领域对于射频滤波器的需求同样在增加,尤其是在汽车通信和雷达系统中。
FBAR技术的高性能和低插入损耗使其成为汽车电子市场的热门技术。
4.医疗设备:随着医疗设备的数字化和无线化趋势,对于高性能射频滤波器的需求也在增加。
FBAR技术的高可集成性和优异的性能使其成为医疗设备市场的重要组成部分。
2024年FBAR市场前景分析基于以上的市场需求和应用领域,可以预见FBAR技术市场具有广阔的前景。
滤波技术:针对4G-LTE智能手机的FBAR滤波器技术
滤波技术:针对4G/LTE智能手机的FBAR滤波器
技术
虽然全球手机市场仍然以每季单位数字的速度增长,智能手机的出货量却持续激增,随着新一代手机的推出,智能手机可以在不需要大幅度增加尺寸和重量的条件下持续提供更多的功能,这些新产品的背后动力来自于新的移动通信网络,如4G和LTE技术的推出,大多数人已经把具有更快下载速度和更佳移动互联网体验与最新服务画上等号,正如预期,几乎绝大多数的产业新闻都围绕在最新型手机的功能上,例如电池续航力、显示屏的亮度、色彩以及分辨度等,但到底是什幺样的半导体构造方块带来如此令人惊艳的产品呢?
现代智能手机中一个非常重要的部分是射频(RF)滤波器,正如它的基本原理,滤波器主要应用于通过需要并拒绝不要的频率,以使手机中的许多接收器可以只处理预期的信号。
在过去,手机通常只在全球特定地区的少数频段中工作,然而对于现代化的手机,基本上会在相同时间于多个无线频段工作,包括移动通信、蓝牙(Bluetooth)、WiFi和GPS等,而制造商也希望设计出可在全球不同地区和不同电信运营商服务下工作的产品,要让手机在更多频段和地区工作代表了手机对射频滤波的要求越来越高。
在前几代的无线技术中,滤波要求并不难达成,可能只需使用表面声波滤波器即可,但随着运营商网络逐渐演进到CDMA和3G,薄膜腔声波谐振器(FBAR)技术非常适合美国PCS和部分其他频段对于滤波的高挑战性要求,为了可以利用目前的4G/LTE服务,智能手机本身变得更为复杂,因此手机制
造商已经开始扩大采用Avago的FBAR技术来解决以下即将讨论4G/LTE所面对的独特问题。
Avago宣布FBAR滤波器成功运用于15个智能手机频段
Avago宣布FBAR滤波器成功运用于15个智能手机频段Avago Technologies (Nasdaq: AVGO)为有线、无线和工业应用模拟接口零组件领先供应商,日前宣布公司的薄膜腔声波谐振器(Film Bulk Acoustic Resonator, FBAR)滤波器技术已经成功赢得多个产品设计,支持多达15 个不同频带应用。
需要运行于多个不同频段和地区,支持高速LTE 语音和数据传输的手机目前正加速采用Avago 的FBAR 技术解决困难的滤波问题,带有4G/LTE 功能的手机通常会在紧邻现有无线电服务的新分配频谱运作,因此经常面临服务间可能的干扰。
基于FBAR 技术滤波器的陡峭滤波曲线和优秀的带外抑制能力除了可以帮助现代智能手机在拥挤的频谱运作,还能避免可能影响甚至中断数据传输的干扰。
另外,FBAR 滤波器的低损耗特性可以补偿于无线射频前端集成多个频段的较高损耗,改善信号接收能力和电池寿命。
随着多频段智能手机的更加普及,这些优势使得FBAR 技术快速受到手机产业的采用。
Avago 无线应用半导体事业部资深副总裁兼总经理Bryan Ingram 表示:FBAR 技术已经成为主流,三年前当大多数应用为3G 技术时,只有4 到5 个不同频段受益于使用FBAR 滤波技术。
随着全球电信公司逐渐导入4G/LTE 服务,对于滤波器规格的要求变得更加严格,因此在许多应用上,FBAR 滤波器已经成为满足要求的最好解决方案。
为了满足市场需求,Avago 目前提供有支持高达15 种不同频段的FBAR 产品。
欧洲主要LTE 部署频带之一Band 7 的要求提供了FBAR 滤波器技术如何改善智能手机运作的例子,2600MHz 的Band 7 紧邻欧洲WiFi 服务频率的上缘,WiFi 是一个经常和4G/LTE 同时运作的服务,如使用智能手机作为Wifi热点。
如果没有卓越的滤波能力,WiFi 收发器就可能会被Band 7 上的LTE 信。
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针对4G/LTE智能手机的FBAR滤波器技术
虽然全球手机市场仍然以每季单位数字的速度增长,智能手机的出货量却持续激增,随着新一代手机的推出,智能手机可以在不需要大幅度增加尺寸和重量的条件下持续提供更多的功能,这些新产品的背后动力来自于新的移动通信网络,如4G和LTE技术的推出,大多数人已经把具有更快下载速度和更佳移动互联网体验与最新服务画上等号,正如预期,几乎绝大多数的产业新闻都围绕在最新型手机的功能上,例如电池续航力、显示屏的亮度、色彩以及分辨度等,但到底是什么样的半导体构造方块带来如此令人惊艳的产品呢?
现代智能手机中一个非常重要的部分是射频(RF)滤波器,正如它的基本原理,滤波器主要应用于通过需要并拒绝不要的频率,以使手机中的许多接收器可以只处理预期的信号。
在过去,手机通常只在全球特定地区的少数频段中工作,然而对于现代化的手机,基本上会在相同时间于多个无线频段工作,包括移动通信、蓝牙(Bluetooth)、WiFi和GPS等,而制造商也希望设计出可在全球不同地区和不同电信运营商服务下工作的产品,要让手机在更多频段和地区工作代表了手机对射频滤波的要求越来越高。
在前几代的无线技术中,滤波要求并不难达成,可能只需使用表面声波滤波器即可,但随着运营商网络逐渐演进到CDMA和3G,安华高科技发现公司拥有的薄膜腔声波谐振器(FBAR)技术非常适合美国PCS和部分其他频段对于滤
波的高挑战性要求,为了可以利用目前的4G/LTE服务,智能手机本身变得更为复杂,因此手机制造商已经开始扩大采用Avago的FBAR技术来解决以下即将讨论4G/LTE所面对的独特问题。
射频滤波器挑战1:可在多个频段工作的4G/LTE手机
最新的智能手机产品在设计上必须可在全球多个频段工作,多频段智能手机。