如果没有内置的射频滤波器，渗透当今世界的智能手机是不可能出现的。随着5G的迅速临近，对高频滤波器解决方案的需求只会加剧。一家在移动通信过滤领域产生重大影响的公司是共振．该公司最近推出新技术该公司认为，这为未来5G移动设备的射频滤波器带来了巨大的希望。
A看看公司和过滤器市场
在宣布这个消息之前，有必要先看看谐振滤波器市场本身。公司成立于2012年5月，现有员工60余人，拥有10家客户的60余项设计合同。该公司的商业模式是基于许可而不是制造。
“我们是一家授权公司，”麦克·艾迪说，他是共振公司的营销副总裁。“我们不生产滤波器、多路复用器等。我们为我们的客户创建设计，然后我们在每单位专利的基础上授权这些设计。此外，我们还宣布将过滤器IP库产品添加到我们的产品中。库产品是由共振公司根据其铸造合作伙伴的工艺设计和开发的，并根据最新的行业和电话板要求进行测试，然后提供许可。”
针对移动通信的射频滤波器市场在过去几年中已经显著增长。随着5G的到来，这一需求预计将会上升。“射频前端(RFFE)中增长最快的元素是过滤器，”艾迪解释说。“原因是你需要为手机运行所需的每个频段配备一个滤波器。你不仅需要每个波段的滤波器，而且你需要更多的滤波器，因为你增加更多的天线，以获得更高的数据速率。一个功率放大器(PA)可以工作在多个频率，所以你可以有一个PA为多个频段。但过滤器却不是这样。”
当然，过滤器在智能手机RFFE架构中发挥着关键作用——这种作用只会被5G的要求放大。谐振公司开发了一种被称为无限合成网络(ISN)的技术，它对射频滤波器领域产生了重大影响(见图)．“我们已经开发了一个名为ISN的软件平台，我们用它来为客户设计复杂的过滤器，并将其安装在手机上，”艾迪说。“与大多数情况下的过滤器设计方式相比，ISN代表了一种非常不同的方法。ISN所做的是将基本原理引入过滤器的设计空间。
谐振公司的ISN技术，基于电路模型和物理模型，被用于开发手机滤波器。
“我们关心的基础是物理尺寸和材料属性。根据这些基本原理，我们可以使用有限元分析精确地模拟设计的性能。这就是我们的客户与我们合作的原因，我们的设计将完全复制到过滤器的实际测量性能上。”
ISN技术还允许公司研究潜在的新解决方案。Eddy补充道:“ISN的另一个部分是，它使我们能够开始研究不同类型的结构，这样我们就可以想出更适用于新应用的结构。我们一直在使用ISN来寻找适用于5G滤波器的新结构。
“5G滤波器的要求涉及更高的频率，因为在移动市场上有一些可用的带宽。频率越高，传播速度越慢。要解决这个问题，你需要更高的能量。所以，你需要能够处理更高功率的过滤器。”
对5G滤波器的要求不止于此。Eddy继续说道:“5G的带宽将远远超过目前蜂窝网络在较低频率下使用的带宽。在较低的频率，典型的带宽约为60到80兆赫兹。现在，您谈论的是500到800兆赫兹范围内的带宽——甚至高达1兆赫兹。这意味着共振结构的耦合系数必须明显大于现有的耦合系数。此外，你还需要更高的质量因子(Qs)。Q作为频率的函数通常会下降，所以你想要在高频率时提高Q值以使有用的滤波器具有低损耗。最后，你要确保消除任何类型的虚假模式。”
XBAR技术
到目前为止，所有的讨论都导致了谐振器公司最近宣布其新的谐振器技术，即XBAR。Eddy解释说:“我们已经花时间研究了使用ISN的不同类型的结构，以满足所有的新要求。”“我们开发了一种名为XBAR的结构，它可以满足5G在这些高频率下的需求。基于xbar的设计将首先通过我们的图书馆产品计划提供。”
resonance公司高度评价XBAR，称其为“革命性的声学谐振器”。那么，它有什么特别之处呢?Eddy说:“有了XBAR，我们现在有了一种共振结构，它拥有目前市场上任何共振结构中最强的声波耦合。它提供的带宽是目前移动领域使用的4G谐振器的三到四倍。这项技术使我们有能力为非常宽的无线电信道设计滤波器——我们谈论的带宽是在几百兆赫。我们也在考虑将频率提高到1ghz。
“XBAR还能在非常高的频率上提供性能，比其他声波过滤技术高得多。它超过3至4 GHz进入毫米波(mmWave)范围，即30至300 GHz。这种共振结构的另一个方面是它可以处理非常高的功率。我们的ISN工具集不仅可以模拟损耗和拒绝的性能，还可以模拟功率，这对这些非常高的频率非常重要。”
艾迪总结道:“移动过滤器现在对智能手机很重要，对5G来说更重要。我们的ISN设计平台使我们能够发明适用于5G新要求的新结构。我们的XBAR模拟目前表明，我们可以在非常高的频率和高耦合系数共振下实现高Q值，从而实现大带宽。仿真结果表明，XBAR具有较高的功耗。我们目前已经通过晶圆厂进行了结构测试，表明我们的模拟符合这些谐振器的测量性能。到目前为止，协议很好。”
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