LTCC小型化低通滤波器JY-LFCG-2250+射频器件技术解析

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描述

一、器件概述 
杰盈通讯JY-LFCG-2250+射频低通滤波器,器件标准特性阻抗50Ω,工作通带覆盖DC~2250MHz,适配2.25GHz以内宽带射频系统。器件采用一体化多层陶瓷共烧结构,集成内置滤波拓扑,相比传统离散LC滤波网络具备体积小型化、功率承载能力优异、温漂系数低、耐湿耐腐蚀等核心优势,全贴片封装形式兼容SMT自动化批量生产,配套标准化共面波导PCB匹配设计,可直接用于射频收发链路谐波抑制场景,具备高工程落地价值。  

二、常温25℃下核心射频电气特性  
通带射频传输特性 
器件有效工作频段为直流至2250MHz区间,该频段内射频信号传输损耗控制优异,典型插入损耗仅1.4dB,全通带最大损耗不超过2.0dB,可有效降低发射通路功率损耗与接收通路信噪比恶化;端口回波损耗典型值14dB,端口阻抗匹配一致性良好,能够抑制射频信号端口反射,规避功放负载失配引发的功率压缩、器件烧毁问题。器件截止频率2360MHz,超过该频点后高频分量快速滚降,实现通带与阻带的清晰频率分割。  
阻带杂散抑制性能 
针对射频功率器件非线性产生的2次、3次乃至高阶谐波,器件分频段实现多级深度衰减:2800~3600MHz频段最低抑制深度20dB,典型抑制可达25dB;3600~8000MHz典型抑制深度48dB,为全频段最优抑制区间;8000~15000MHz典型抑制30dB,可完整覆盖2.8~15GHz全频段谐波、射频杂散、外部高频干扰,单器件即可完成多阶谐波滤除,省去多级滤波级联设计。  
极限工况额定参数 
器件工作温度区间为-55℃~100℃,存储温度区间拓展至-55℃~125℃,宽温交变环境下射频指标无显著劣化;25℃室温环境下最大射频输入功率4.5W,功率额定值随环境温度上升线性衰减,125℃高温环境下额定功率降至1W,超出温度、功率阈值会造成器件不可逆永久性损坏,大功率射频系统设计时需预留功率降额余量。  

三、多领域射频系统工程应用、痛点剖析与落地实施方案  
1. VHF/UHF专用无线收发设备(专网电台、数传模块、手持对讲终端)  
工程接入方式 
器件串联布置于射频发射链路末级功放与天线开关之间,同时可部署在接收链路低噪声放大器前端。发射通路中,滤除功率放大器非线性放大产生的2.8GHz以上高阶谐波,避免杂散频谱外泄干扰周边通信设备;接收通路中,衰减外部空间高频射频干扰,防止强干扰信号造成接收机阻塞、灵敏度下降。  
现有工程痛点 
传统分立电感电容搭建的滤波网络元件数量多、PCB占用面积大,无法适配当前手持终端小型化、轻量化设计需求;离散无源元件温度系数差异大,高低温环境下谐振频点偏移,谐波抑制能力大幅衰减,导致设备杂散发射超标;多元件级联引入额外插入损耗,降低整机发射功率与接收灵敏度,且批量焊接一致性差,无线电型号核准通过率偏低。  
标准化应用实施方案 
射频PCB采用器件规格书配套共面波导阻抗匹配布局,滤波器输入焊盘对接功放输出射频走线,输出焊盘连通天线通路,全部接地焊盘通过高密度接地过孔连接完整底层参考地平面,强化射频接地隔离性能。单颗LTCC器件替代多颗LC分立元件,大幅缩减射频布线区域,SMT一次贴片完成装配,器件陶瓷基底温漂特性统一,全温域维持稳定谐波抑制指标,满足专网无线设备射频杂散管控规范。  
2. 移动通信宏基站、微基站、室内皮站射频单元  
工程接入方式 
在基站RRU射频单元、室内分布直放站发射通道末级部署本滤波器,位于功率放大器与合路器、发射天线之间;接收支路前端同步配置,屏蔽2.8~15GHz区间5G、WiFi等邻道高频干扰,防止上行接收信号被杂散淹没。  
现有工程痛点 
基站大功率功放长期连续工作,非线性效应会产生大量跨频段谐波杂散,极易干扰相邻运营商通信信道,触发基站后台射频告警;传统滤波器件高温工况下抑制性能劣化,机房、户外高低温昼夜交替环境下设备指标漂移明显;多级滤波电路物料成本高、装配工序复杂,不利于基站设备降本小型化。  
标准化应用实施方案 
整机射频走线严格遵循原厂共面波导布线公差规范,阻抗控制在50Ω标准射频阻抗,器件多引脚接地结构搭配大面积完整地平面,利用LTCC陶瓷导热特性稳定器件工作温度,大功率工况下保持稳定阻带抑制深度。单器件覆盖2.8~15GHz全频段谐波抑制,取消多级滤波级联结构,减少无源器件物料数量,降低整机BOM成本与贴片加工工时,设备射频指标可一次性通过运营商入网检测标准。  
3. 物联网无线终端(工业采集终端、4G/5G物联网模组、远距离无线网关)  
工程接入方式 
集成于物联网通信模组射频输出端口与板载天线之间,带功率放大的远距离物联网终端直接串联在功放与天线中间,滤除模组射频芯片、功放产生的高频谐波杂散,保证空中辐射频谱纯净度。  
现有工程痛点 
物联网终端PCB布板空间资源紧张,传统LC滤波电路挤占大量核心电路布局区域;简易滤波方案高频抑制深度不足,终端杂散发射超标,无法通过国内无线电型号核准认证;分立元件焊接一致性差,批量产品射频指标离散度大,产线调试成本高。  
标准化应用实施方案 
采用小型化贴片LTCC器件,极小尺寸适配物联网终端紧凑PCB设计,射频走线匹配模组标准50Ω阻抗,按照规格书推荐布局完成布线,接地引脚多过孔下地,无需额外调谐电路。器件出厂电气一致性高,批量SMT生产无人工调试工序,全频段谐波抑制能力满足物联网设备入网杂散限值要求,缩短产品认证周期。  
4. 射频实验室测试平台、射频测试工装、信号源配套校准夹具  
工程接入方式 
串联在矢量信号源、射频功率放大器与被测工装之间,作为前端谐波净化单元,滤除仪器自身产生的杂散分量,保障输入被测件的射频频谱纯净;同时可用于接收测试通道,隔绝实验室外部空间高频干扰,消除测试数据误差。  
现有工程痛点 
通用滤波器件高频阻带抑制深度不足,谐波残留会造成射频指标测试偏移,增加研发调试周期;多数滤波器件温度稳定性差,长时间连续老化测试后插损、抑制指标漂移,需要频繁校准测试仪器;缺少标准化PCB匹配布局参考,工程师射频走线调试周期长。  
标准化应用实施方案 
测试工装PCB严格复刻原厂共面波导参考布局,布线尺寸公差控制在±0.05mm,完整底层地平面配合器件多引脚接地结构,全温域长时间连续测试下射频特性无明显漂移。宽阻带覆盖2.8~15GHz,无需多颗滤波器分段滤波,简化工装电路拓扑,降低射频研发、产线校准的数据误差,提升测试精度与测试效率。  

四、器件核心技术优势与工程价值 
1. LTCC一体化陶瓷结构:陶瓷基底具备优异耐湿、抗腐蚀特性,户外基站、工业物联网、野外专网设备等恶劣工况下长期工作可靠性高,温漂系数极低,宽温区间射频指标波动小,规避设备温变杂散超标故障; 
2. 小型化贴片封装:相较于传统离散LC滤波网络,器件占用PCB面积大幅缩减,适配各类射频设备微型化集成设计,为主控、电源等功能电路预留充足布板空间; 
3. 低插损传输特性:通带损耗低,发射链路减少射频功率无效损耗,同等发射功率下提升设备通信覆盖距离;接收链路降低信号衰减,优化整机接收灵敏度,弱信号场景通信稳定性更强; 
4. 宽频深度谐波抑制:单器件覆盖2.8~15GHz全频段杂散衰减区间,无需多级滤波级联,简化射频链路拓扑,减少无源器件物料用量,降低整机物料成本与贴片加工成本; 
5. 优异功率承载与宽温特性:常温可承载4.5W射频功率,-55℃~100℃全温稳定工作,适配大功率基站、远距离工业无线设备,高温工况下性能衰减可控,满足大功率射频系统降额设计需求。

审核编辑 黄宇                             

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