通信系统对实时性要求的提升,使延迟时间成为衡量射频前端滤波器性能的关键指标之一。延迟时间指信号通过滤波器所需要的时间,直接关系到通信链路的响应速度。随着5G等通信制式对时延敏感度上升,滤波器在通带宽度、Q值等指标之外,延迟时间对系统实时性的影响愈发受到重视,进而推动低延迟、高性能滤波器需求扩容,成为射频前端滤波器市场增长的重要驱动力。

滤波器关键性能指标中的延迟时间

射频滤波器主要通过电容、电感、电阻的组合,对通信通道中的信号频率进行筛选,允许特定频率信号通过,同时抑制不需要的频率信号,解决不同频段和通信系统之间的信号干扰问题。滤波器性能的优劣会直接影响通信系统的通信质量。

衡量滤波器性能的指标包括Q值、通带宽度(带宽)、插入损耗、阻带抑制度以及延迟时间等。其中:

  • Q值:滤波器品质因数,用于描述滤波器分离信号中相邻频率成分的能力。Q值越高,通频带宽度越窄,表明滤波器灵敏度越高,对频段选择性越好。
  • 通带宽度(带宽):描述可以通过滤波器的信号频率范围,体现滤波器的频率选择,用“BWxdB”表示。
  • 插入损耗:指由于滤波器的引入对电路中原有信号带来的衰耗,以dB表示。
  • 阻带抑制度:衡量滤波器选择性能的指标,数值越高表示对干扰信号抑制程度越好。
  • 延迟时间:指信号通过滤波器所需要的时间,是评估滤波器对通信系统实时性影响的指标之一。

当通信系统对实时性要求提升时,延迟时间这一指标的重要性随之上升,成为滤波器选型与设计中不可忽视的维度。

实时性需求如何驱动滤波器市场扩容

SAW滤波器和BAW滤波器是目前主流的声学滤波器,二者均具备良好的频带选择性和高Q值等性能,但在工作原理、使用频段等方面各具差异。

对比项SAW滤波器BAW滤波器
特性高稳定性;较高Q值(Q>1,000);插入损耗较低(2~4dB)高稳定性;高Q值(Q>2,000);插入损耗低(0.8~1.5dB),耐高功率
适用频段10MHz-3GHz1.5GHz-6GHz,最高达10GHz以上
优势体积小于传统陶瓷滤波器,设计灵活性大、技术成熟、可靠性高适用于高频、温度变化不敏感、声波垂直传播方式易于小型化,尺寸随频率升高而缩小
劣势热稳定性较差,工作频率超过1.5GHz,Q值下降价格高,工艺复杂,成品率较低

随着通讯技术的发展,SAW滤波器向高频、高温度稳定性、大宽带方向发展。BAW滤波器工作频率范围在1.5GHz-6GHz,具有更低的插入损耗、对温度变化不敏感,适用于要求更高的4G、5G通讯。在5G的Sub6频段(频率范围450MHz-6GHz),因为拥有更大的带宽和更高的频率,BAW滤波器仍然是首选。

从单机用量看,滤波器数量随通信制式演进显著增加:2G时代SAW用量为8个、BAW为0个;3G时代SAW为34个、BAW为4个;4G时代SAW为34个、TC-SAW为8个、BAW为19个。5G手机还需向下兼容3G和4G频段,滤波器用量与性能要求同步提升,构成市场持续扩容的基础。

常见问题

延迟时间在滤波器指标中处于什么位置?

延迟时间指信号通过滤波器所需要的时间,与Q值、通带宽度、插入损耗、阻带抑制度并列,属于衡量滤波器性能的指标之一。它侧重反映滤波器对通信系统实时性的影响,是评估实时性需求时的重要参考维度。

为什么通信实时性提升会带动滤波器市场增长?

通信系统对时延敏感度上升,意味着滤波器不仅需要满足频段筛选、抑制干扰等基本功能,其延迟表现也被纳入考量。5G等制式带来更大的带宽和更高的频率,单机滤波器用量增加、性能要求提高,共同推动射频前端滤波器市场持续扩容。

SAW和BAW滤波器在应对高频实时性需求上有何差异?

SAW滤波器在1GHz以下频段具备成本优势,但工作频率超过1.5GHz时Q值下降;BAW滤波器工作频率覆盖1.5GHz-6GHz,插入损耗更低、对温度变化不敏感,适用于要求更高的4G、5G通讯。不同频段与实时性要求下,两类滤波器的适用场景各有侧重。