终端手机需要什么样频段的射频滤波器,如何实现?

科技   2024-11-10 08:01   湖北  
滤波器是使信号中特定频率成分通过,并极大地衰减其他频率成分的电子元器件,用于解决不同频率、不同形式的无线通讯系统之间的干扰问题。

在射频通信系统中,“频谱”是非常宝贵且拥挤的资源。除了与我们生活息息相关的5G、4G、Wi-Fi、GPS及蓝牙信号外,还有通信卫星、军用卫星以及气象监测等信号。在实际生活中,无线信号无处不在,所以,就需要射频“滤波器”将无用信号处理干净。


图:拥挤的频谱资源

有四种方法可以过滤这些频率:


1

滤掉高频,只通过低频。

2

滤掉低频,只通过高频。

3

分离某些范围的频率,消除该范围以上和以下的所有频率,这个范围被称为“带”,这样的滤波器是“带通”滤波器。

4

只消除一个范围的频率,同时保持所有其他频率不变,这被称为“带阻”滤波器。



因此,射频滤波器对我们的现代蜂窝数据系统至关重要。每个通道都是一个频带,每个都分离一个通道。目前5G大规模商用的主要是5G 6GHz以下频段。在这部分频段中,根据频率的不同,分为Sub-3GHz与Sub-6GHz两部分。
Sub-3GHz频率位于3GHz频率以下,是原来4G LTE的频段的升级重新使用,所以又叫重耕(Re-farming)频段。这部分频段的特点是频谱众多、带宽较窄、较多FDD频段,需要对信号进行精准过滤才能够满足正常通信需求。

5G Sub-6GHz一般指6GHz以下、3GHz以上的新频段的部分,目前最主要的频段有n77(包含n78)、n79两个频段,这部分频段带宽宽、旁边基本无干扰频段,并且是TDD频段,不需要考虑发射及接收之间的干扰,可以减轻对滤波器带外抑制的需求。


图:5G射频前端的频率覆盖,及对滤波器的特性需求

随着5G的普及,射频滤波器的应用需求越来越多,其中目前智能手机应用占比高达80%。那么现代5G手机终端又用了哪些频段的滤波器呢?理论上来说,凡是频段都需支持,但实际上根据各国频谱的划分以及政策的强制需求,终端手机并不完全如此。

在国内,根据移动,联通的白皮书,N1、N8、N5、N3、N28A、N41、N78这七个频段是必须支持的,移动的高端手机还要求支持N79,推荐频段是N28B,N83(SUL频段),电联在毫米波领域要支持N258,同时推荐频段包括N28B,N81(SUL频段);

日本5G频段和国内也比较接近,尤其是和联通网络较为接近,常见频段:N77\N78\N1\N28\N11\N21\N79;

北美地区常见频段:n71、n41、n5、n77、n14、n29、n260(毫米波)、n261(毫米波),不常见频段:n2、n66(补充上行)、n12、n25、n26等;

欧洲地区,国家众多,频段比较混乱,常见频段:N1\N78\N77\N3\N20\N40\N257\N258等,不常见频段:N48\N53\N7等。

综合实际情况,公众号小伊评科技统计目前5G终端的频段如下图:

通过这个统计,我们可以清晰明了的看到,终端手机到底需要什么样频段的射频滤波器,简单的应对方式就是一个频段一个滤波器,但随着终端产品集成度的提高,简单的单频段滤波器可能已经不满足终端客户需求,此前我们在解读国产射频四工器的时候就曾说过,有些运营商在协议标准中明确要求使用B1+B3四工器,未来随着产品技术的进步,集成更多频段的多工器应用在终端也是未尝不可的。
具体到各频段滤波器的实现方式,昨天转载的文章有个图片可以了解

本文参考引用内容如下,如有侵权,请联系我们删除:
1.公众号小伊评科技,出国要支持什么频段?iPhone和三星谁频段更多?关于5G频段热门问题全汇总
2.公众号慧智微电子,5G射频前端模组中的滤波器
3.公众号泛林半导体设备技术,用于5G的射频滤波器、其制造挑战和解决方案

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