卓胜微 MAX-SAW 滤波器的性能参数测试需结合其在射频通信中的核心功能需求,针对频率特性、损耗、稳定性、抗干扰能力等关键指标展开,具体测试方法和参数如下:
一、核心性能参数及测试方法
1. 频率特性测试
- 中心频率(Fc)
- 定义:滤波器通带的中心频率,需与 5G 通信的目标频段(如 sub-3GHz 中低频段)精准匹配。
- 测试方法:使用矢量网络分析仪(VNA) 对滤波器输入端口施加扫频信号,通过分析输出端口的信号响应,确定通带内信号功率最强点对应的频率,即为中心频率。
- 关键要求:需满足 5G 协议规定的频段误差范围(通常 ±100kHz 以内)。
- 带宽(BW)
- 定义:通带内信号功率衰减不超过特定值(如 - 3dB)的频率范围,需覆盖 5G 通信的信号传输带宽(如 100MHz/200MHz)。
- 测试方法:通过 VNA 扫描通带内信号衰减曲线,测量衰减达到 - 3dB 时对应的上下限频率,两者差值即为带宽。
- 应用意义:确保 5G 高速数据传输时信号无失真通过。
2. 损耗特性测试
- 插入损耗(IL)
- 定义:信号通过滤波器后在通带内的功率损耗,直接影响通信链路的能效和信号强度。
- 测试方法:使用 VNA 测量滤波器输入功率与输出功率的比值(单位:dB),计算公式为:IL=10log(P输入P输出)
- 性能要求:MAX-SAW 基于 POI 衬底设计,插入损耗通常可低至 2dB 以下,优于传统 SAW 滤波器,接近 BAW 水平。
- 回波损耗(RL)
- 定义:滤波器对输入信号的反射程度,反映端口阻抗匹配性能(50Ω 标准阻抗下)。
- 测试方法:通过 VNA 测量输入端口的反射信号功率与入射信号功率的比值,要求回波损耗绝对值越大(如≤-15dB),阻抗匹配越好,信号反射越小。
3. 阻带抑制与抗干扰测试
- 阻带抑制(Rejection)
- 定义:对通带外干扰信号的衰减能力,需抑制 5G 频段外的杂波(如其他通信制式信号、工业干扰等)。
- 测试方法:通过 VNA 在阻带频率范围内(如通带上下限外 10MHz~1GHz)扫描信号衰减量,重点关注相邻频段的抑制效果(如对 4G 频段的抑制需≥60dB)。
- 关键场景:5G 与 4G、WiFi 等频段共存时,需避免信号串扰。
- 带外抑制斜率
- 定义:从通带到阻带的信号衰减变化速率,斜率越大,滤波器对邻近干扰的隔离能力越强。
- 测试方法:通过 VNA 分析通带边缘(如 - 3dB 点)到阻带特定频率(如偏离中心频率 10MHz 处)的衰减变化量,计算斜率(dB/MHz)。
4. 稳定性测试
- 频率温度系数(TCF)
- 定义:温度变化时中心频率的漂移量,反映滤波器在不同环境温度下的稳定性(5G 设备需适应 - 40℃~85℃工作环境)。
- 测试方法:将滤波器置于高低温箱中,在不同温度点(如 - 40℃、25℃、85℃)下通过 VNA 测量中心频率,计算温度每变化 1℃时的频率漂移值(ppm/℃)。
- 性能优势:MAX-SAW 采用 POI 衬底优化 TCF,通常可控制在 ±15ppm/℃以内,优于传统 SAW(±30ppm/℃以上)。
- 功率容量(Pmax)
- 定义:滤波器能承受的最大输入功率,避免大功率信号下性能恶化或损坏(5G 基站或终端需支持高功率传输)。
- 测试方法:使用射频功率放大器向滤波器输入逐步递增的功率信号,通过 VNA 监测插入损耗变化,当损耗突然增加 1dB 时的输入功率即为功率容量(通常≥27dBm,满足终端射频前端需求)。
5. 抗干扰与可靠性测试
- 电磁兼容性(EMC)
- 定义:滤波器在复杂电磁环境中抗干扰及避免干扰其他器件的能力。
- 测试方法:通过EMC 暗室或屏蔽箱,对滤波器施加电磁干扰信号(如传导干扰、辐射干扰),监测其通带内信号的信噪比(SNR)变化,确保干扰下信号传输不受显著影响。
- 长期可靠性测试
- 定义:长期工作后性能的稳定性,模拟 5G 设备的使用寿命(通常≥5 年)。
- 测试方法:进行高温高湿老化测试(HTHS) 或温度循环测试,在高温(如 85℃)、高湿(如 85% RH)环境下持续运行数千小时,定期通过 VNA 复测插入损耗、中心频率等参数,评估性能衰减是否在允许范围内(如插入损耗变化≤0.5dB)。
二、测试环境与设备要求
测试环境
- 需在射频屏蔽室或无反射暗室中进行,避免外界电磁干扰影响测试精度;
- 测试夹具需采用高精度射频探针或同轴连接器,确保信号传输损耗可忽略(夹具损耗需预先校准)。
核心设备
- 矢量网络分析仪(VNA,如 Keysight N5247B):用于高频信号的扫频分析和阻抗测量;
- 高低温箱(如 Thermotron SE-150):模拟温度变化环境;
- 射频功率计、信号发生器:辅助功率容量和频率精度测试;
- EMC 测试系统:包括频谱分析仪、干扰信号发生器,评估抗干扰能力。
三、测试标准与校准
- 测试需遵循3GPP 5G 协议(如 TS 38.101)和射频前端行业标准(如 JEDEC、IEC),确保参数满足通信设备的兼容性要求;
- 测试前需对设备进行校准(如 VNA 的端口校准、夹具去嵌入),消除系统误差,保证数据准确性。
通过以上测试,卓胜微 MAX-SAW 滤波器可验证其在 5G 通信中的高频适配性、低损耗特性、环境稳定性和抗干扰能力,确保其性能达到 sub-3GHz 频段下接近 BAW 的水平,满足 5G 终端和基站的射频前端需求。