移動(dòng)通信基站，一般來(lái)說(shuō)包含基帶處理單元,、射頻處理單元,、天饋系統(tǒng)三大部分，是通過(guò)移動(dòng)通信交換中心,，與移動(dòng)電話終端之間進(jìn)行信息傳遞的無(wú)線電收發(fā)信電臺(tái),。

在移動(dòng)通信基站和天饋系統(tǒng)中，射頻器件是核心部件之一,。射頻器件主要包括各種類型的濾波器,、雙工器、合路器,、塔放,、饋電單元、功分器,、耦合器,、天線控制單元等產(chǎn)品。濾波器位于天線側(cè),，針對(duì)5G的基站天線建設(shè)安排,，在新型的MassiveMIMO類天線中，可以基本確定每個(gè)天線通道將對(duì)應(yīng)一個(gè)濾波器,。而雙工器位于基站側(cè),，本質(zhì)上由一個(gè)發(fā)射濾波器和一個(gè)接收濾波器組成。

濾波器作為射頻器件重要組成部分,，承擔(dān)了幫助基站選頻的重任,。一般來(lái)講，不同基站有屬于自己的明確的工作頻段,，因此基站必須有選擇各種頻率信號(hào)來(lái)進(jìn)行收發(fā)的能力,。而濾波器的主要功能負(fù)責(zé)對(duì)發(fā)送和接收信號(hào)進(jìn)行濾波,，可以剔除不需要頻段的信號(hào)，從而保證發(fā)送和接受信號(hào)的準(zhǔn)確度,。

隨著5G時(shí)代的到來(lái),，新一輪基站建設(shè)潮將不可避免,，濾波器也將迎來(lái)新一波需求高峰,，以往的腔體濾波器逐漸向陶瓷介質(zhì)濾波器轉(zhuǎn)型,。

1. 陶瓷介質(zhì)濾波器生產(chǎn)工藝流程

2.1  介質(zhì)濾波器具備高介電常數(shù)、低損耗和體積小,、功率大便于大規(guī)模集成,；體積小安裝也方便。

2.2 可覆蓋的頻段帶寬更廣,，承受功率更高,。

2.3  可靠性好：陶瓷各項(xiàng)性能對(duì)溫度的變化不敏感，這個(gè)是在室外比較重要,，不像腔體濾波器,，在高低溫下性能變化較大，同時(shí)陶瓷耐腐蝕性能好,；

2.4  介質(zhì)陶瓷濾波器成本低,。

2.5  介質(zhì)濾波器的性能取決于微波陶瓷粉體：5G陶瓷介質(zhì)濾波器中的電磁波諧振發(fā)生在陶瓷介質(zhì)材料內(nèi)部，而生產(chǎn)陶瓷介質(zhì)濾波器的關(guān)鍵材料就是微波介質(zhì)陶瓷粉體,。陶瓷粉體決定了介質(zhì)濾波器的性能,，粉體的配方與制備的難度非常高。微波介質(zhì)陶瓷粉體的性能指標(biāo)主要有介電常數(shù)(εr),、品質(zhì)因數(shù)Q和低介電損耗,、諧振頻率溫度系數(shù)等，具體表現(xiàn)在：

    2.5.1  介電常數(shù)：高介電常數(shù)可實(shí)現(xiàn)濾波器尺寸小型化設(shè)計(jì),，但介電常數(shù)并不是越高越好,，介電常數(shù)過(guò)高會(huì)影響輸送損失，因此需考慮濾波器的設(shè)計(jì)要求來(lái)選擇合適的介電常數(shù),。微波介質(zhì)陶瓷的介電常數(shù)主要取決于材料結(jié)構(gòu)中的晶相和制備工藝,。

    2.5.2  品質(zhì)因數(shù)Q,，低介電損耗：品質(zhì)因數(shù)Q越高，通頻帶越窄,，電路選擇性越好,，能實(shí)現(xiàn)更好的濾波功能。Q值與介電損耗tanδ成反比關(guān)系,，Q值越大,，濾波器插損越低。材料結(jié)構(gòu)均一,，高致密,，晶粒生長(zhǎng)均勻，減少雜質(zhì)和缺陷可提高Q值,。

    2.5.3  諧振頻率溫度系數(shù)：諧振頻率溫度系數(shù)接近于零可實(shí)現(xiàn)濾波器的高穩(wěn)定性和高可靠性,，頻率溫度系數(shù)主要由材料的線性膨脹系數(shù)和介電常數(shù)決定。

    附加說(shuō)明：目前用于制備陶瓷介質(zhì)濾波器的粉體材料主要有氫氧化鎂,、鈦酸鎂,、碳酸鈣、氧化鎂,、碳酸鋇,、氧化釤 、氧化鋅,、碳酸鍶,、三氧化二鋁、三氧化二鑭等,。

陶瓷介質(zhì)濾波器是經(jīng)粉體干壓燒結(jié)后,，兩面覆銀作電極金屬化，經(jīng)直流高壓極化后產(chǎn)生壓電效應(yīng),。陶瓷片兩面形變后產(chǎn)生電場(chǎng)而具有串聯(lián)諧振特性,。由于上述電磁波諧振發(fā)生在壓力陶瓷介質(zhì)內(nèi)部，不需要固定諧振器,，因此介質(zhì)濾波器的體積較小,。

另一方面，由于微波陶瓷粉體較金屬腔體具有更高Q值的材料特性,，大幅減小了插損,，具有高帶外抑制、溫度漂移特性好,、溫度適用范圍寬泛,、多種形式的封裝結(jié)構(gòu)和輸出接口形式的特點(diǎn)，滿足了基站濾波器小型化的發(fā)展趨勢(shì),，成為適配5G技術(shù)框架下,，因頻段增加而設(shè)備濾波器需求數(shù)量的增加,、對(duì)高頻諧振器Q值與功率容量的更高要求。

4. 陶瓷介質(zhì)濾波器的難缺點(diǎn)：

5.1 與金屬腔體濾波器相比,，陶瓷介質(zhì)濾波器具有體積小,、重量輕、損耗小,、Q值大等優(yōu)點(diǎn),，在5G領(lǐng)域的應(yīng)用占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。同時(shí),，隨著科研技術(shù)的不斷攻關(guān),，介質(zhì)濾波器存在的問(wèn)題正在被逐漸解決，實(shí)用性不斷增強(qiáng),。隨著5G技術(shù)的發(fā)展,，陶瓷介質(zhì)濾波器有望緊跟時(shí)代洪流，利用自身優(yōu)勢(shì)更好地滿足5G時(shí)代下的基站需求,，逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)腔體濾波器的超越,，從而成為行業(yè)主流。

5.2 隨著5G時(shí)代的來(lái)臨,，5G基站向著小型化,、輕量化和高集成化發(fā)展，MIMO技術(shù)所使用的天線數(shù)量將迎來(lái)成倍增長(zhǎng),，預(yù)計(jì)將需要64個(gè)乃至128個(gè)天線,。由于每個(gè)天線都需要配備相應(yīng)的雙工器，并由相應(yīng)的濾波器進(jìn)行信號(hào)頻率的選擇與處理,，濾波器的需求量將大量增加,，因此這就對(duì)濾波器的器件尺寸與發(fā)熱性能有更高的要求,。腔體濾波器由于其體積大，發(fā)熱量大,，難以在高密集型天線中廣泛使用,，面臨較大的發(fā)展壓力。因此,，5G陶瓷介質(zhì)濾波器將發(fā)揮其體積小,、重量輕等優(yōu)勢(shì)，在未來(lái)廣闊的5G市場(chǎng)中占得先機(jī),，并將逐步成為濾波器行業(yè)的主流,。

目前來(lái)看，全球四大移動(dòng)通信基站設(shè)備商,，華為和愛(ài)立信傾向于陶瓷介質(zhì)濾波器,，中興和諾基亞目前仍以小型化金屬腔體濾波器為主，未來(lái)將向陶瓷介質(zhì)濾波器過(guò)渡,，陶瓷濾波器的市場(chǎng)份額將不斷提升,。據(jù)研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，5G時(shí)代全球基站數(shù)將近850萬(wàn)臺(tái),，按每個(gè)基站3面天線,，每面天線64個(gè)濾波器估算，介質(zhì)濾波器需求約16億只,，陶瓷介質(zhì)濾波器全球市場(chǎng)容量約566億元,。