【行業】5G濾波器的全新機遇(27頁)

4G 時代,金屬腔體濾波器為市場主流。射頻器件是基站的核心設備之一,射頻器件主要包括濾波器、雙工器(分單雙工器和多雙工器)、塔頂放大器、合路器等幾大類。濾波器在通信系統中對通信鏈路中的信號頻率進行選擇和控制,選擇特定頻率信號通過,抑制不需要的頻率信號,解決不同頻段、不同形式的通信系統之間的信號干擾問題,并且有效保持接收和發射頻帶的隔離,提高通信質量。濾波器是一種兩端口網絡,信號從輸入端口進入,經過濾波器網絡作用,濾除雜波,然后信號從輸出端口輸出,它的選擇特性是由系統要求決定。濾波器的性能的優劣往往直接影響整個通信系統的性能指標。

Massive MIMO 是 5G 提高系統容量和頻譜利用率的關鍵技術。Massive MIMO 最早由美國貝爾實驗室研究人員提出,當小區的基站天線數目趨于無窮時,加性高斯白噪聲和瑞利衰落等負面影響全都可以忽略不計,數據傳輸速率能得到極大提高。Massive MIMO 帶來的好處主要體現在以下幾個方面:第一,Massive MIMO 的空間分辨率與現有 MIMO 相比顯著增強,能深度挖掘空間維度資源,使得網絡中的多個用戶可以在同一時頻資源上利用 Massive MIMO 提供的空間自由度與基站同時進行通信,頻譜效率比普通宏基站增加 3 到 5 倍。第二,Massive MIMO 可將波束集中在很窄的范圍內,從而大幅度降低干擾。第三,Massive MIMO 可大幅降低發射功率,從而提高功率效率。第四,當天線數量足夠大時,最簡單的線性預編碼和線性檢測器趨于最優,并且噪聲和不相關干擾都可忽略不計。因此,Massive MIMO 大大提高了頻譜利用率、數據傳輸的穩定性和可靠性,運營商可以利用 Massive MIMO 的水平和垂直覆蓋特性來提供不同場景下的覆蓋。

陶瓷介質濾波器將成為 5G 基站設備的首選解決方案。陶瓷介質濾波器使用更高 Q值的人工合成陶瓷介質材料,早在 1939 年 R.D.Rechtmeyer 就做出了介質諧振器,主要使用金紅石(TiO2)陶瓷制作介質濾波器,但溫漂較大,對微波介質材料的使用有很大的限制。在 80 年代,微波介質材料的生產技術有了很大的發展,特別是鋇-鉭系陶瓷材料的出現,使微波介質陶瓷進入了實用階段,開始部分進入基站系統中。微波陶瓷粉體材料配比需要進行專門的設計,制作工藝復雜,以保證對介質濾波器的各項性能要求。

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