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5G加速，陶瓷濾波器的發(fā)展，又是市場新機會

來源：鑫臺銘時間：2020-04-24 13:29瀏覽次數(shù)：- | 分享加入收藏

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、塔頂放大器、合路器等幾大類。而濾波器在通信系統(tǒng)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(tǒng)之間的信號干擾問題，并且有效保持接收和發(fā)射頻帶的隔離。陶瓷濾波器是提高通信質量有力保障。

濾波器是一種兩端口網(wǎng)絡，信號從輸入端口進入，經(jīng)過濾波器網(wǎng)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(tǒng)要求決定。濾波器的性能優(yōu)劣往往直接影響整個通信系統(tǒng)的性能指標。

濾波器是基站射頻核心部件，其主要部件是使發(fā)送和接收信號中特定的頻率成分通過，而極大地衰減其他頻率成分?；緸V波器主要有金屬同軸腔體、陶瓷介質諧振和陶瓷介質三類。

由于5G市場的巨大需求，催生了陶瓷濾波器產(chǎn)業(yè)鏈的巨大需求，包括上游的材料企業(yè)、中游零部件和濾波器制造企業(yè)，下游基站天線企業(yè)技術的快速迭代，產(chǎn)能的擴充等。陶瓷濾波器作為射頻單元的核心器件之一，其作用是消除干擾雜波，讓有用信號盡可能無衰減的通過，對無用信號盡可能的衰減。

一、5G通信對濾波器的發(fā)展需求

5G大規(guī)模天線（Massive MIMO ）技術使得天線的數(shù)量倍數(shù)增長，通道數(shù)可能達到64甚至128個，而每個天線都需要配備相應的雙工器，并由相應的濾波器進行信號頻率的選擇和處理，因此對于濾波器的需求量將大量增加；同時，5G通信把遠端射頻單元（RRU）和天線集成為主動天線單元（AAU），基站的高度集成化和小型化發(fā)展對于濾波器的尺寸和發(fā)熱性能有更高的要求。

5G通信對濾波器的小型化、輕量化、低成本、高性能的需求明顯，但目前4G通信采用的腔體濾波器體積大，重量大，發(fā)熱多，且價格較貴，難以在高集成化天線中廣泛使用，因此各個濾波器生產(chǎn)企業(yè)都在積極研究能夠滿足5G應用的濾波器方案。

二、5G基站濾波器的發(fā)展趨勢

目前，5G基站濾波器可有小型金屬腔體濾波器、塑料濾波器和陶瓷介質濾波器3個方案。

1.小型金屬腔體濾波器

小型金屬腔體濾波器是通過提升金屬加工工藝使得濾波器在性能保持基本穩(wěn)定的前提下縮減濾波器的體積和重量，滿足5G基站系統(tǒng)的要求。相比于其他濾波器，小型金屬腔體濾波器性能穩(wěn)定，工藝成熟，能快速商用。在5G低頻段，小型金屬腔體濾波器仍具競爭力，但隨著頻率的升高，對濾波器要求也越高，工藝更難實現(xiàn)，因此未來小型金屬腔體濾波器市場較小，主要用于補償。

2.塑料濾波器

目前來說，塑料濾波器還沒有實際應用案例，但是出于減重降本的目的，濾波器廠商開始考慮采用工程塑料如PPS經(jīng)過電鍍制作濾波器腔體，相比于金屬腔體濾波器，塑料腔體具有較輕的重量，較強的剛性性能，不易受到外界溫度的影響，且成本低。但由于腔體輕微形變就會影響波形，因此塑料濾波器還需要發(fā)展突破，目前只是一個備選方案。

3.陶瓷介質濾波器

陶瓷介質濾波器具備高介電常數(shù)、高Q值、低損耗、體積小、重量輕、成本低、抗溫漂性能好等特點。相比于小型金屬腔體濾波器，陶瓷介質濾波器的性能較低，這是由材質的性質決定。目前很多濾波器廠商已紛紛布局5G基站用陶瓷介質濾波器，但由于陶瓷工藝技術尚未完全成熟，能夠量產(chǎn)的企業(yè)并不是很多。

三、陶瓷濾波器或將成為主流

塑料濾波器未來可能在低端產(chǎn)品上用，小型金屬腔體濾波器將在5G低頻段靠近4G頻段上補償使用，所占市場較小，而相比于小型金屬腔體濾波器，陶瓷濾波器具有更高的Q值，插損更低，高介電常數(shù)使得濾波器的尺寸更小、重量更低，同時陶瓷粉體原料的價格低，成本較金屬濾波器低。因此未來陶瓷濾波器將占據(jù)5G濾波器的主要市場。

陶瓷濾波器是由微波介質陶瓷粉末壓制成型后進行高溫燒結，經(jīng)過CNC打磨處理、金屬化和調試等工藝制造而成，所用到的設備有噴霧造粒機、干壓機、數(shù)控精雕機、燒結爐、電鍍設備、檢測設備等.

目前陶瓷濾波器的生產(chǎn)企業(yè)有：燦勤、東山精密、武漢凡谷、大富科技、世嘉科技、風華高科、佳利電子、春興精工、順絡電子、思睿創(chuàng)等。