雖然移動營運商希望所有人相信5g就要閃亮登場，大家很快就能享受5g豐富的新業務以及無限制的頻寬，但那些引領未來的設計師們卻看到了背後的困難。
例如，他們需要新的無線技術，讓複雜的混頻訊號有效地在三個很寬的頻帶上進行傳輸。我曾經是一名電子工程師，知道建立工作於600mhz到42ghz頻段不同頻寬的訊號鏈是完全可能的。換言之，以我在rf設計方面的有限經驗，我相信，實現這些功能所需的成本和涉及的複雜性可能是5g應用的一大障礙。
我最近跟resonant公司首席運營官dylan kelly進行了深入交流，他們公司推出的新型單片射頻濾波器技術給了我信心，我現在沒那麼悲觀了。這讓我知道了現代無線技術有多大的潛力。如果resonant的產品能夠面市，他們的技術應該能創造出更簡單、尺寸更小、成本更低的射頻前端，而效能上完全沒有任何影響。
我們來快速回顧一下目前大多數蜂窩訊號網路業務是如何開展的，你就能理解我為什麼對此如此感興趣了。
多年來，蜂窩無線裝置在多個頻帶上工作，使用多個tx(發射)和rx(接收)訊號鏈，每個訊號鏈都有自己的放大器、開關和濾波器。每個訊號鏈都採用一組濾波器來消除干擾，並將無線裝置發射的能量控制在通道嚴格限定的範圍內。幾乎所有這些濾波器都是壓電器件，採用光刻工藝製造而成，包括聲表面波(saw)、體聲波(baw)或聲波諧振器(ar)等結構。
採用saw和溫控saw技術的濾波器一直很受歡迎，因為這種技術十分成熟，使用量大，從而降低了成本。雖然saw技術足以滿足許多應用的要求，但由於其選擇性一般、插入損耗較高，所以可能不適合某些應用。此外，saw濾波器在頻率高於2.5ghz時很難正常工作。
baw濾波器是最近才推出的一種濾波器，訊號是通過濾波器材料而不是在其表面進行傳播。這種濾波器的插入損耗要低得多(低於2db)，濾波效能也更好，隨著技術的發展現在還可以支援5g頻段。然而由於製造工藝複雜，因此製造成本高昂，從而限制了其應用。製造一部全球漫遊的5g「世界手機」需要大量濾波器，因此必須考慮成本因素。
目前一部頂級4g/lte智慧型手機需要50~90個這樣的小濾波器。5g手機支援的頻段要多得多，而且還要使用支援多個rx/tx訊號鏈的mimo無線技術，這可能會使濾波器的數量增加5~10倍，甚至更多。此外，5g射頻模組中使用的濾波器需要更陡、更精確的截止特性，以便在通道周圍形成窄保護頻帶，避免浪費太多可用頻寬。
resonant可能使用一種稱之為idt膜諧振器的結構解決了這些問題。該結構包含單晶體壓電膜，以及位於壓電膜上面的金屬叉指換能器(idt)。凱利解釋說：「金屬痕跡會在膜內激起體聲波，聲波的主頻和耦合特性是由壓電膜的物理尺寸和特性決定的。」
凱利表示，他們可以採用製造saw濾波器的裝置和工藝來製造idt-baw，因此生產成本遠低於傳統baw器件。而且，低容量結構能夠支援超過40ghz的工作頻率，足以支援5g應用。
resonant還有另一項「秘密超能力」，即利用其工藝可以把多個baw濾波器放在同一襯底上，並將其封裝為乙個元件。在談到乙個襯底上究竟可以放置多少個濾波器時，kelly沒有給出準確數目，但他明確表示，該技術可以讓5g通訊的複雜度接近高階4g/lte的水平。
當我問為什麼其他製造商不提供類似的解決方案時，kelly說，除了他們已經開發的ip，設計和精確**支援idt濾波器的獨特結構也有很大難度，因此門檻較高。他認為公司能夠成功，很大原因是採用了自主研發的先進建模軟體，用以對濾波器進行高度精確的**。他解釋說，該軟體能夠提前**濾波器的效能，從而將產品快速投入生產，而不必再像以前那樣，開發saw/baw器件往往要在製造工廠反覆測試，達到20多次。
通往5g之路仍然不會一帆風順，但起碼設計師少了乙個障礙。
濾波器設計
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