高性能2.4GHz滤波器SPT2437G:Wi-Fi 7时代的理想选择

目前由于Wi-Fi的多种技术演进、应用场景复杂化和频谱环境恶化等原因,Wi-Fi 2.4 GHz频段对射频滤波器的性能要求日趋严格。

首先,Wi-Fi 6(802.11ax)向Wi-Fi 7(802.11be)技术演进带来的滤波器要求差异:

Wi-Fi 6

(1)最高支持1024-QAM调制,对滤波器的带内纹波(In-band Ripple)和相位线性度要求较高,但相对宽松。

(2)允许的带内不平坦度通常在±0.5 dB以内。

(3)2.4 GHz频段最大支持40 MHz带宽(实际常用20/40 MHz)。

(4)邻道抑制比(ACR)要求约30-35 dB。

Wi-Fi 7

(1)支持4096-QAM,信号星座点密度更高,对滤波器的带内平坦度和相位非线性要求更严格。

(2)需将带内纹波控制在±0.3 dB以下,避免高阶调制下的误码率(BER)恶化。

(3)虽未在2.4 GHz频段扩展带宽(仍为40 MHz),但通过多链路操作(MLO)可能同时使用2.4 GHz与其他频段(如5/6 GHz),需避免跨频段干扰。

(4)滤波器需更强的带外抑制(OOB Rejection)(如>45 dB),以抑制5 GHz/6 GHz的谐波或互调产物对2.4 GHz的干扰。

(5)对滤波器的功率耐受性要求更高,以支持高功率AP或密集部署场景。

其次,美国FCC Part 15 Subpart E(§15.247)和中国国家无线电管理委员会(SRRC,State Radio Monitoring Center) 的法规对2.4 GHz ISM频段(2400-2483.5 MHz)的设备规定了严格的带外抑制(OOB)和杂散辐射限值,直接让右边带抑制度的目标规格加严了20dB左右:

参数.png

再次,在技术演进和法规规定的大前提下,与其他已存频段的干扰也是滤波器需要考虑的重要因素,这些都要求Wi-Fi滤波器有极好的边带抑制度,尤其是针对以下频段的抑制度:

(1)5G/LTE无线通信和卫星业务(2483.5-2500MHz);

(2)欧洲ETSI铁路通信业务(2483.5-2500MHz);

(3)TD-LTE/5G通信(2300-2400MHz);

(4)5GHz二次谐波/互调(2500-2700MHz);

综上所述,未来占据主流的Wi-Fi7设备必然需要高抑制&窄过渡带的2.4GHz滤波器,通过边缘快速滚降(如2.4835 GHz后陡峭衰减)的设计避免干扰其他频段,以达到FCC/SRRC法规要求。

而Spectron的SPT2437G便是这样一款滤波器,具备窄过渡带(CH1-11)和高抑制度、小尺寸、高功率的特点:插损极小(1.1dB int@Typ),近带抑制度高(在2483.5-2500MHz处抑制度约为26dB@Typ,在2500MHz处抑制度甚至有45dB@Typ),尺寸小(1.1*0.9mm),功率耐受能力高(+29dBm,55℃,5Khours);对比海外友商产品,不仅性能上不相上下,成本上更是极具性价比,是如今主流Wi-Fi7应用的最佳选择之一。

SPT2437G实物正反面图

SPT2437G实物正反面图.png

SPT2437G与友商测试结果对比

SPT2437G与友商测试结果对比.JPG

本次介绍的SPT2437G属于高端工艺的GSAW产品。

GSAW与传统SAW相比,具有以下优势

品质因数:

传统SAW工艺的品质因数在2 GHz~3 GHz只能达到几百到1000的水平,而GSAW的品质因数达到了3500以上,使得产品能拥有更小的插损和更陡的滚降;

温漂系数:

传统SAW的温漂系数通常为- 40 ppm/K,在高频时,随着温度的变化,频率会产生非常大的漂移。而GSAW技术的实测温漂值约为- 10 ppm/K,即使在温度变化时,频率波动极小,最大程度的保证了最终产品的温度稳定性。

以上优势来源于GSAW器件结构对声波能量更好的归导,让能量泄露最小化,温补效益最大化,并同时解决声能限制在器件中带来更多的杂散模式。所以,开发过程中需要仔细的抑制和优化才能实现满足客户需求和达到应用场景要求的产品。

GSAW的设计空间较传统SAW和TC-SAW复杂很多,在材料切割、声波传播方向、材料堆叠定制,以及振模跟踪和混用方面具有更广的设计自由度和创新knowhow。

因此,基于这项新技术的产品研发也面临其独特的挑战。Spectron利用其内部开发的具有自动优化算法的设计平台来跟踪和抑制杂散模式,实现了GSAW器件技术的最佳潜力,使2.4 GHz WiFi滤波器拥有了前所未有的优异性能。SPT2437G在插损、带外抑制和尺寸方面能够媲美甚至超越海外竞争对手花了几十年时间创造并优化出的最佳产品。

文章来源:偲百创