5G通信时代对射频前端元器件提出新要求，有利于微波介质陶瓷和低温共烧陶瓷产品发展
编辑：赵希圣 来源：思瀚产业研究院 北斗星通    2023-04-07

①通信基站

基站滤波器帮助基站消除信号干扰，实现准确选频，是移动通信的核心器件。根据材质和工作原理的不同，基站滤波器主要分为金属腔体滤波器和介质滤波器。金属腔体滤波器通常采用金属切割制成，使不同频率的电磁波在腔体中震荡，保留达到滤波器谐振频率的电磁波，起到频率筛选的作用。介质滤波器采用人工合成陶瓷介质材料制成，电磁波通过在介质材料制成的谐振器中发生震荡来进行筛选。

2G/3G/4G 通信时代，主要采用金属腔体滤波器识别信号，但这种滤波器体积大、损耗高，已经不能满足 5G 通信系统的小型化和高频化需求。陶瓷介质滤波器具有体积小、温度性能好、功耗低等优点，且能够实现无线频段高抑制的系统兼容问题，因此逐渐成为 5G 基站射频组件首选电子元件。随着万物互联市场的逐渐兴起，物联网的发展预计将进一步扩展微波介质陶瓷元器件应用范围。

微波介质陶瓷是指应用于 300MHz 至 300GHz 微波频段电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷材料，可以过滤或分离不同微波频率信号，是实现微波控制功能的基础性关键材料。该类材料同时具备介质陶瓷材料特点，因此微波介质陶瓷通常在微波频段内具有较高的相对介电常数（有利于小型化）、非常低的介质损耗（低损耗）和接近零的谐振频率温度系数（高稳定性）。尤其是低介微波陶瓷材料具有介电常数低、自谐振频率高的特点，适合微波/毫米波应用，更适用于介质谐振器、介质滤波器、双工器和多工器等 5G 通信基站射频单元的关键组件。

②手机等移动终端

目前，手机中使用的主流滤波器主要有声表面波滤波器（Surface AcousticWave，SAW）和体声波滤波器（Bulk Acoustic Wave，BAW）。

在 5G sub-6G 频段中，作为 2G 至 4G 通信系统主力军的声表面波滤波器（SAW），已经不能满足 5G 通信需要，将逐渐被可支持 2.5G 以上高频段的体声波滤波器（BAW）等高频元器件取代。未来 5G 智能终端要求滤波器具有更小体积、更耐高温、适用更宽的带宽和具有更高的稳定性，LTCC 滤波器能够较好满足上述要求，随着未来 5G 高频通信的普及，LTCC 滤波器将占据主导地位。

5G 新增了毫米波频段，在 5G 毫米波频段中，现阶段的声学滤波器的性能不再适用于毫米波，支持更大带宽和更高频率的低温共烧陶瓷（LowTemperatrueCo-firedCeramic，简称 LTCC）滤波器将会是未来应用于毫米波频段的选择方案之一。主要原因系 5G 毫米波频的频率更高、带宽更大，导致声学滤波器的一致性难度提升，并存在易发生温漂问题。未来 5G 智能终端要求滤波器具有更小体积、更耐高温、适用更宽的带宽和具有更高的稳定性，LTCC 滤波器能够较好满足上述要求，随着未来 5G 高频通信的普及，LTCC 滤波器将占据主导地位。