Bedeutung von HF-Filtern

Warum HF-Filter immer wichtiger werden？

Das schnelle Wachstum mobiler drahtloser Daten- und 4G-LTE-Netzwerke hat zu einer wachsenden Nachfrage nach neuen Bändern und nach Carrier Aggregation geführt, um Bänder zu kombinieren, um den drahtlosen Datenverkehr zu bewältigen. Das 3G-Netz nutzt nur etwa fünf Bänder, LTE-Netze nutzen inzwischen mehr als 40 Bänder, und mit der Einführung von 5G wird die Zahl der Bänder noch weiter zunehmen.

Verbundene Geräte senden Signale über mehrere Bänder: Mobilfunk, WLAN, Bluetooth und GPS und vermeiden dabei Interferenzen. Wir denken vielleicht sofort an Smartphones, auf Autos montierte Haifischflossen, Mobilfunkbasisstationen, Radar- und Kommunikationssysteme sowie industrielle, wissenschaftliche oder medizinische Anwendungen, die mit dem Internet der Dinge (IoT) verbunden sind. An diesem Punkt muss der Filter herauskommen.

Ein Smartphone ohne Filter ist ein Baustein

Ebenso wie Antennen werden Filter zu einem immer wichtigeren Bestandteil von Netzwerkmischern. Das Gerät empfängt eine Vielzahl von Frequenzen und der Filter lässt die gewünschte Frequenz durch, während er die unerwünschte Frequenz unterdrückt. Mit anderen Worten: Der Filter ist wie Gandalf in John Ronald Ryall Tolkiens „Der Herr der Ringe“: „Du sollst nicht bestehen!“ „Heutige Geräte sind in der Regel mit 30 bis 40 Filtern ausgestattet, um Störungen zu vermeiden. Diese Situation wird noch komplizierter, da die nächste Generation von High-End-Smartphones mehr Filter benötigt.“

Herausforderungen beim Filterdesign

Filter sind ein unverzichtbares Werkzeug für HF-Entwickler, sie stehen jedoch auch vor vielen Herausforderungen. Zunächst einmal variiert die Leistung des Filters mit der Temperatur. Filter in verschiedenen Geräten können heutzutage einer Durchschnittstemperatur von 60 Grad Celsius (140 Grad Fahrenheit) oder mehr standhalten, während Innenfilter einer Durchschnittstemperatur von 25 Grad Celsius (77 Grad Fahrenheit) und sogar höheren Temperaturen für Haifischflossen oder darin eingebettete Filter standhalten können das Dach. Je höher die Temperatur des Filters ist, desto schwieriger ist es, eine bestimmte Frequenz herauszufiltern, und desto wahrscheinlicher ist es, dass das Signal in das angrenzende Band „driftet“.

Die Beherrschung der Temperaturdrift ist besonders wichtig, da viele der neu zugewiesenen Bänder sehr nahe an bestehenden Bändern liegen. Gleichzeitig wächst die Carrier Aggregation (CA) rasant, wobei Mobilfunkanbieter bis zu fünf Carrier-Kanäle kombinieren, um die Netzwerkleistung nachzuweisen, wobei eine präzise Filterung eine Voraussetzung ist.

Um Temperaturprobleme anzugehen, entwickelt die HF-Industrie driftarme und driftfreie Filtertechnologien. Surface Sonic (SAW)- und Body Sound Wave (BAW)-Filter gewährleisten ein hohes Maß an Stabilität bei Temperaturänderungen und erfüllen so die anspruchsvollen Leistungsanforderungen neuer Geräte.

Wie bereits erwähnt, muss auch die nächste Generation von High-End-Smartphones mit mehr Filtern ausgestattet werden. Wie bei allen anderen HF-Komponenten gibt es nur sehr wenig Platz für Filter. Um eine höhere Leistung zu erzielen, müssen Ingenieure in der Lage sein, mehrere Filter auf kleinerem Raum zu integrieren.

Duplexer, Triplexer, Cuadruplexer und Hexaplexer werden zusammenfassend als Multiplexer bezeichnet. Multiplexer integrieren mehrere Filter in einem Gerät, um Designern dabei zu helfen, Platz zu sparen, das Design zu vereinfachen, Leistungsanforderungen zu erfüllen und Interferenzen zu vermeiden.

 

In der heutigen mobilen Umgebung ist die Anzahl der für ein Gerät erforderlichen Bänder enorm, und mit dem Aufkommen der 5G-Ära wird sich dieser Trend nur noch verschlimmern. Während die Unterstützung aller Bänder zu Interferenzproblemen führen kann, kann das Problem mit einem Filter gelöst werden. Ohne Filter funktioniert das Netzwerk einfach nicht.

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Wir hoffen, dass Sie finden, was Sie suchen. Wenn nicht, bieten wir auch eine Anpassung Ihrer Zeichnung an.