有体声波滤波器技术有哪些技术挑战

　　本文将探讨有体声波（BAW）滤波器技术的3 个关键挑战：DSRC 频段中的802.11p、LTE与Wi-Fi 共存和卫星无线电，还会讨论与汽车应用有关的可靠性和温度稳定性。 Qorvo 公司Robert Aigner Connie MacKenzieAlex Zajac 随着数字化功能的增多，汽车会更多地依赖无线技术与外界保持通信。目前，许多车辆都支持LTE 数据连接作为小型Wi-Fi 热点。未来几年，利用5.9 GHz 专用短程通信（DSRC）频段上的IEEE802.11p 标准，有关车辆间（V2V）和车辆与基础设施间（V2X）通信的长远规划目标都将成为现实。 BAW 滤波器的出现互联汽车不断发展，汽车将越来越多地使用与其他用途频段更为接近的更高的RF 频段，而这些频段之间的干扰将成为一个重要问题。如要避免在这些情况下产生干扰，高性能RF 带通滤波器就应具备高频能力。这些滤波器须提供陡峭的过渡带，防止信号干扰相邻频段，且通带应具有低插入损耗，以保证输出功率和覆盖范围。汽车应用中使用的滤波器也必须能够在恶劣环境条件下运行，在预期的汽车使用寿命内可靠运行，同时适应极端温度和湿度。特别是DSRC 也带来了挑战，要在远高于传统手机频段的频率下提供这样的性能。 BAW 滤波器具备所有这些特性，能够提供5.9 GHz 频段所需的所有功能。BAW 滤波器属于声波滤声器，基于大量沉积层构成，包括薄膜压电层和板形电极。声波垂直穿过这些沉积层，层厚决定谐振频率，即：层厚越薄，频率越高。BAW 滤波器提供陡峭过渡带，其高品质因数（Q）高达3000，尺寸远小于传统陶瓷和介质滤波器。BAW 滤波器选择性精度高，尺寸小巧，被广泛用于多种移动设备，这些特性也使它们适合用于高级汽车RF 应用。 BAW 滤波器一般用在高于1.5 GHz 并且需要高性能的应用中，此技术基本上能够适应高达10 GHz以及更高的工作频率。 802.11p 和欧洲收费系统 5.9 GHz DSRC 频段就是频段推动先进RF 滤波器技术极限的最佳示例，其频率高于现有手机频段的频率， 所需的过渡带陡峭度也非常严格。在这种频率下，传输链所有部件的损耗都将非常高，且链路预算将取决于滤波器防止与其他系统产生干扰的能力。对于此频段下运行的802.11p 系统，一个重要的问题是如何与欧洲电子收费系统共存。在许多欧洲国家，这些收费系统都在5795 ～5815MHz频段工作，欧洲电信标准协会（ETSI）也制定了严格的带外杂散要求。截至目前，尚未出现支持802.11p 系统满足ETSI 要求的可行且经济的解决方案。如图1 所示，解决方案必须能够在整个 DSRC 频段内提供低插入损耗，具备极为陡峭的过渡带，以避免与收费系统使用的频谱（仅有15 MHz 的保护间隔）产生干扰。如果不具备高品质因数 （Q 》1000），则滤波器无法应对这些挑战。基于测试结构得出的仿真结果确认BAW 滤波器能够超越这些需求，并且在这个频段具备高于0.15% 的频率误差。