爱普科斯已开发出小型SAW连通多工器,可支持各项重要的无线服务和传输协议。如今,由于采用了这些新型元件,移动电话可在保持原有紧凑结构的同时,增加更多的功能。
以往,移动电话仅用于拨打电话,而如今,它们能够提供许多附加功能,并支持各种传输协议。“连通性”一词即包含各种相关的无线技术,它们也被称作为互补性无线技术。
当今所生产的手机中,约有一半具有FM收音机和蓝牙(BT)功能。在智能手机中,GPS(全球定位系统)和WLAN(无线局域网)现已成为标准配置。再过几年,GPS 和 WLAN有望广泛用于中等价位手机中(见图1)。
| | 图1: 手机预测连通功能 |
除了蓝牙和FM收音功能外,GPS的功能也将渗透到中等价位手机中。 |
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此类无线连通技术的主要IC(集成电路)制造商,正在推出组合IC产品,它们可在单一芯片上支持多项连接标准。这些组合IC不仅节约成本,还可大大减少连通解决方案中的产品尺寸。
最近,半导体制造商推向市场的组合IC主要提供以下功能组合:
- BT + FM,
- BT + FM + GPS,
- BT + FM + WLAN
除此以外,一些领先的芯片供应商已将GPS和BT作为标准功能植入其生产的蜂窝接收器IC中。
除集成IC以外,在滤波器和射频前端等领域,将会进一步朝着尺寸更小化的研发方向迈进。这可进一步减少元件数量,因而简化连通解决方案。
出于此目的,爱普科斯正在研发SAW滤波多工器(SAW多工器),以将多个滤波功能集于单一元件中。图2所示为集成了GPS和BT的多工器。爱普科斯生产的尺寸为2016的GPS-BT双工器LU33,组合了两个用于GPS和蓝牙的SAW滤波器和一个将两者集成到单一天线输出的同向双工器。此集成设计减少了分离滤波模组的数量和体积,还可节约额外天线的成本。此外,还减少了电路板上的焊接点,所以安置成本会降低,而平均故障间隔时间会延长。
| | 图2: 集成滤波方案的方块图 |

在单一模块中集成BT 和 GPS滤波器以及多工器,减少了元件数量,并可少用一个天线。 |
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用于无线连接的新型双工器采用了成熟的LTCC(低温共烧陶瓷)技术,这与爱普科斯用于蜂窝通信的双工器相同。该双工器在单一封装中具有三个基本功能:两个SAW滤波器和一个同向双工器。后者是一个分频器,可在双工器支持的两个频段之间分割天线信号。
图3说明了BT-GPS双工器的基本结构。该双工器包含一个二合一芯片,可将两个滤波器的功能集成到单一SAW芯片上。在LTCC基片上还集成了与SAW滤波器元件相匹配的阻抗以及天线输入所需的ESD保护功能,以防止对SAW的潜在性损坏。SAW多工器已经与接收器和天线的阻抗相匹配,进一步为客户简化了解决方案。将射频匹配元件集成到LTCC基片可保证射频解决方案的连续有效性。根据电路拓扑图的情况,与以往分立式解决方案相比, 可节约百分之五十至八十的电路板空间。
| | 图3: BT-GPS双工器的基本结构 |

除滤波和双工器的功能外,模块还集成了匹配网络(MN)和天线侧ESD保护功能。 |
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对于蜂窝频段的双工器而言,多工频段之间的高度隔离也对此连通性双工器具有重要意义。特别是GPS接收器,不可受到WLAN 或BT传输信号的干扰。图4所示为LU33的BT和GPS路径之间的衰减曲线和良好隔离。
| | 图4: LU33的滤波器选择曲线 |

上图所示为BT路径(红)和GPS路径(蓝)的衰减曲线。GPS低于1.5dB和BT低于2.5dB的插入损耗保证了接收的灵敏度和低电流消耗。 |
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目前,爱普科斯正在研制新型SAW多工器产品系列,以期在未来应用中全面支持互补性连通技术的组合IC。下表说明了该未来产品系列的概况。这些新产品将适合那些欲简化分立连通解决方案的客户,但在未来,也会植入到TDK-EPC提供的全集成模块解决方案中。
LU33 和 LT36双工器设计适用于与2.4-MHz ISM波段应用相组合的GPS。两者的根本区别是:LU33可处理1.5 BT功率级(+15 dBm的最大Tx功率),而LT36专门设计用于+23 dBm的WLAN功率。爱普科斯已开发出LU39 和LU58模块,用于双波段WLAN。LU39三工器仅采用一个天线,但同时可接收GPS和两个WLAN波段。 B9100 和 B7742多工器适用于已经集成了GPS的蜂窝接收器。
表格:互补性无线连通应用的SAW多工器产品系列
| 爱普科斯部件编号 | 封装尺寸 | 产品类型 | 支持频段 |
| LU33 | 2016 | GPS-BT 双工器 | GPS, WLAN LB (incl. BT) |
| LT36 | 2025 | GPS-WLAN双工器 | GPS, WLAN LB (incl. BT) |
| LU39 | 3025 | GPS-WLAN 三工器 | GPS, WLAN LB (incl. BT), WLAN HB |
| LU58 | 2016 | WLAN双工器 | WLAN LB (incl. BT), WLAN HB |
| B9100 | 2025 | GPS 蜂窝三工器 | GPS, Cell LB, Cell HB |
| B7742 | 2025 | GPS 蜂窝抽提器 | GPS, Cell LB, Cell HB |
| GPS | 1571 MHz |
| WLAN LB | 2400 to 2500 MHz |
| WLAN HB | 5150 to 5850 MHz |
| Cell LB | 800 to 900 MHz |
| Cell HB | 1800 to 1900 MHz |
作者:
Dr. Patric Heide博士:互补性无线解决方案总监
Bernardo Knoblich:SAW产品连通性项目市场营销经理