面向手机的SAW收发双工器的开发动向

关键词： SAW , 双工器 , 生表面波

前言

这几年来移动电话终端取得了惊人的发展。搭载了高性能处理器的智能手机/平板电脑代替了从前的手提电话，加快了高机能通讯终端的普及。这种通讯终端可能会被用于电脑的相关应用，提供各种融合了通讯功能的服务，连续播送，卫星导航，Cloud等等多样化方面效果显著。这些舒适快速的服务是不可或缺的，随着网络通信量的增大，确保通信频率/通讯能力也成为了重要的课题。

作为获得这些移动终端的功能，下面列举应对各种网络的策略。作为手机的通信规格，除了2G的GSM(全球移动通信)系统，还配备了3G系统的UMTS（通用移动通信系统），实现了高品质、高速度的数据传输。此外，还开始引进所谓的LTE（3.9G）的下一代通信标准，预计未来的市场还将扩大。GSM配备了4个频段，UMTS配备了2-4个频段在GSM/UMTS对应终端的案例很多，而对应的LTE终端将再追加1-2个频段。另外为了确保高品质的通信，增加了配备多样功能的终端，除了这些通信标准外，Wi-Fi™，Bluetooth®,GPS这些通信功能的混装已经变得普遍化。如此随着一个终端涵盖频段数及搭载功能的增加，射频元件数量也趋于增加，因此作为小型化解决方案的射频前端模块的需求已日渐增加。射频前端模块的构成元器件中利用了弹性表面波（SAW: Surface Acoustic Wave）的高频滤波器和双工器（下面的DPX）占有了极重要的位置，可以说小型化，多功能化，多频段化支持了模块的发展。

射频前端元器件的模块化

一般的GSM/UMTS的系统中，天线、开关、SAW滤波器/DPX、PA（功率放大器）、收发器组成了射频部分（图1）。由于UMTS系统采用了FDD（频分双工）的方式收发数据，因此使得分离信号的收发双工器（DPX）变得非常重要。DPX是一种具备伴有不同频带使得接收和发送信号可以同时进行又能分别过滤频率，防止信号从发送电路流入接收电路功能的电子设备。为了抑制发送数据时的电力消耗以及确保接收数据时的灵敏度，低插入损耗是非常必要的。此外为了使接收数据的灵敏度不被发送端的信号所干扰，还需要高隔离性（高ISO）。一般来说，考虑到DPX中存在损耗和ISO之间的关系，因此低损耗和高ISO两者并存的特性就是元器件的关键所在了。

2012-10-10 16:26:42 上传

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图1：GSM/UMTS对应终端的前端结构事例

特别像智能手机这样的高功能终端，因配备的元器件数很多，对模块化的要求也很强烈，像SAWDPX和开关，SAWDPX和PA 这样DPX和各种射频元器件综合的模块被商品化。根据需求的不同综合的形态也具备多样化，SAW滤波器和收发器综合而成的集成电路SAWBANK就是这种模块中的一种。

SAWBANK是配合收发器的LNA阻抗，对SAW滤波器和集成电路进行最优化设计，这一模块不仅缩减了元器件数目和安装空间，在客户设置方面的射频设计资源削减上也卓有成效。

DPXBANK的特征

村田制作所解放了迄今为止接收级间或多样用SAWBANK，成功的对此次新SAWDPX模块化后的DPXBANK进行了商品化。作为DPXBANK的一个范例SAPHU系列的电路构成图如图二所示，外观如图三所示。相对应的BAND、UMTSBAND1/2/5/8，GSM850/900/1800/1900，外形尺寸为8.6mmX3.6mm(typ.)最大高度为1.05mm。

DPXBANK采用了我司开发的小型、高功能（低损耗、高ISO）SAWDPX，配备了收发器的LNA阻抗综合的必要集成电路。DPXBANK利用我司所具备的SAW设计技术，集成电路制作技术等推测出模块整体的最适合设计，保持了发送数据时的低损耗，低功耗，对应多模多频带PA。接收数据时由于低损耗的原因使得UMTS/GSM达到共通化。此外，由于确保了高隔离的特性，实现了接收和发送级间用的SAW滤波器数量的减少。因此，射频前端电路构成的简单化，元器件数目减少，安装空间缩小变成了可能。

2012-10-10 16:26:43 上传

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图2：使用了DPXBANK的GSM/UMTS对应终端的前端结构事例

2012-10-10 16:26:44 上传

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图3：DPXBANK（SAPHU系列）外观图

今后的展望

今后的展望请见一下列举的项目。

对应小型化、高功能化及多频段化

伴随着终端功能的增加，对射频部分的小型化、高功能化的要求也随之增强。今后作为主干元器件的SAW滤波器/DPX的小型化/高功能化将更进一步，为配合这一趋势我们提出了一个小型模块。另外DPX还包含了LTE，推进了多频段的对应策略，模块还灵活应对了迎合了市场需求的频带要求，谋求扩充产品阵容。

下一代射频/前端的展望

今后，不仅原来的手机/智能手机，具备通信功能的终端将会提供介入网络的广泛应用。为了应用的充实，终端开发负担就会增大，射频前端有望简单化，射频构成元器件有望综合化。

不仅DPXBANK，也包括和其他的射频元器件的综合，今后在探寻各种各样的可能性的同时还将追求能够为终端的小型化/高功能化做贡献的所有解决方案。