Importance of RF filters

RFフィルターがますます重要になっている理由？

モバイルワイヤレスデータと 4G LTE ネットワークの急速な成長により、新しいバンドと、ワイヤレストラフィックに対応するためにバンドを結合するキャリアアグリゲーションの需要が高まっています。 3G ネットワークはわずか 5 バンド程度しか使用していませんが、LTE ネットワークは現在 40 以上のバンドを使用しており、5G の登場によりバンド数はさらに増加します。

接続されたデバイスは、干渉を回避しながら、携帯電話、Wi-Fi、Bluetooth、GPS などの複数の帯域にわたって信号を送信します。私たちはすぐに、スマートフォン、車の屋根に取り付けられたフカヒレ、携帯電話基地局、レーダーおよび通信システム、モノのインターネット (IoT) に接続された産業、科学、または医療アプリケーションを思い浮かべるかもしれません。この時点でフィルターを外す必要があります。

フィルターのないスマートフォンはレンガです

アンテナと同様に、フィルタもネットワークミキサーの重要な部分になりつつあります。デバイスはさまざまな周波数を受信し、フィルターは不要な周波数を抑制しながら、必要な周波数を通過させます。言い換えれば、このフィルターは、ジョン・ロナルド・ライアル・トールキンの『指輪物語』のガンダルフのようなものです。「通過してはならない!」「今日のデバイスには通常、干渉を避けるために 30 ～ 40 個のフィルターが装備されています。次世代のハイエンドスマートフォンではさらに多くのフィルターが必要になるため、この状況はさらに複雑になるでしょう。

フィルター設計の課題

フィルタは RF 設計エンジニアにとって不可欠なツールですが、多くの課題にも直面しています。まず、フィルターの性能は温度によって変化します。現在、さまざまな機器のフィルターは平均摂氏 60 度 (華氏 140 度) 以上に耐えることができますが、屋内フィルターは平均摂氏 25 度 (華氏 77 度) や、フカヒレや室内に埋め込まれたフィルターの場合はさらに高い温度にも耐えることができます。屋根。フィルターの温度が高くなるほど、特定の周波数をフィルターで除去することが難しくなり、信号が隣接する帯域に「ドリフト」する可能性が高くなります。

新しく割り当てられた帯域の多くは既存の帯域に非常に近いため、温度ドリフトの管理は特に重要です。同時に、キャリアアグリゲーション (CA) が急速に成長しており、携帯電話サービスプロバイダーはネットワークパフォーマンスを証明するために最大 5 つのキャリアチャネルを組み合わせており、正確なフィルタリングが前提条件となります。

温度の問題に対処するために、RF 業界は低ドリフトおよびドリフトフリーのフィルター技術を開発しています。 Surface Sonic (SAW) フィルターと Body Sound Wave (BAW) フィルターは、温度が変化しても高度な安定性を維持し、新興デバイスの厳しい性能要件を満たします。

前述したように、次世代のハイエンドスマートフォンにも、より多くのフィルターを搭載する必要があります。 RF の他のすべてのコンポーネントと同様に、フィルターを配置する余地はほとんどありません。エンジニアは、より高いパフォーマンスを実現するために、複数のフィルターをより小さなスペースに統合できなければなりません。

デュプレクサ、トリプレクサ、クアドルプレクサ、およびヘキサプレクサは、まとめてマルチプレクサと呼ばれます。マルチプレクサは複数のフィルタを 1 つのデバイスに統合することで、設計者がスペースを節約し、設計を簡素化し、パフォーマンス要件を満たし、干渉を回避できるようにします。