2012 五月

车载智能通信设备应用的声表面波滤波器

良好封装的车载智能通信

机动车上安装的智能通信设备已经越来越多。符合AEC-Q200标准的爱普科斯小型声表面波滤波器是实现上述功能的关键元件。该产品组合还包括CSSP®封装的滤波器,其空间占用面积仅有1.4 × 1.1 mm2

车载智能通信不仅对于道路运输的重要性正变得越来越高,因此在机载汽车系统中也会用到。无论是客车还是多用途运载车,与电信和IT相关的技术都在不断的增长。这些技术包括基于卫星的导航系统比如GPS、Galileo、Glonass以及手机支持的交通指引系统和包括本地服务在内的互联网接入技术等。另外还包括WLAN、发生事故时使用的紧急电话系统(如eCall)、车队管理系统、汽车对多应用通信系统和收费系统等。


目前,绝大多数车载智能通信功能仅局限于可以接收GPS等信息的设备。然而,随着手机的附加功能越来越多,所使用的设备中已经有越来越多能够同时发送和接收信息。来自爱普科斯的声表面波滤波器符合AEC-Q200标准,同时具有很强的针对性和不同的封装尺寸,是实现上述功能的最佳选择。

集可靠和小巧于一身
目前,汽车中使用的智能通信设备或基于手机的设备均不可避免的存在一些不足:要么针对手机技术设计的非常小巧,要么具有达到汽车行业要求的高可靠性和耐用性,但二者却无法兼得。


芯片尺寸封装(CSSP)的爱普科斯声表面波滤波器尺寸仅为1.4 × 1.1 mm2,可同时满足高可靠性的要求和AEC-Q200的标准(该资格仅用于之前3.0 × 3.0 mm2的尺寸)。CSSP封装中的声表面波元件多年前已经设立了手机技术标准。稳定性和小巧尺寸的无法兼得已经成为历史(见图1)。


用于汽车电子设备的新型爱普科斯声表面波滤波器是全世界首个尺寸达到1.4 × 1.1 mm2,并符合AEC-Q200标准的滤波器产品。这些节约空间的声表面波滤波器的产品范围随着客户的需求还将进一步扩大。

图1:汽车行业对声表面波滤波器的要求

用于汽车电子设备的爱普科斯声表面波滤波器拥有最先进的设计工艺,可以同时满足小巧的尺寸和性能的稳定。

坚固性要求高
湿度试验(85℃/85 %相对湿度,1000小时)、快速温度循环实验(-40°C至85°C 或 125°C的1000次循环)以及AEC-Q200标准规定的高达125°C的作业温度为元件的稳定性带来了特殊的挑战。为了赢得挑战,声表面波滤波器在设计上必须完全满足所有要求。这是与未符合AEC-Q200标准的声表面波滤波器的最大不同。

耐用性好
汽车电子设备使用的爱普科斯声表面波滤波器的使用寿命非常长,以便满足生产周期较长的设备的要求,从而进一步满足汽车行业最严格的要求。声表面波滤波器可以满足广泛使用的手机集成电路的电气要求。按客户要求定制的爱普科斯声表面波滤波器除满足AEC Q200的要求外,还可以方便客户对其产品进行设计工作。

更大范围的卫星导航系统
目前,卫星导航系统主要用于确定位置,比如在车队管理系统或跟踪系统中,同时也可以用作指引用户抵达特定的目的地。爱普科斯现在可提供多种符合AEC-Q200标准的,用于使用GPS、Galileo和Glonass的卫星导航系统的声表面波滤波器元件(单工和同向双工)。其封装尺寸从3.0 × 3.0 mm2至1.4 ×1.1 mm2不等,并且提供了不同的中心频率、插入衰减和可用带宽。爱普科斯还将为中国的卫星导航系统“指南针”开发合适的滤波器。以下表1显示了目前可选择的产品范围:

表1:卫星导航系统使用的符合AEC-Q200标准的爱普科斯声表面波滤波器

应用说明fc (MHz)可用带宽(MHz)插入衰减(dB)型号封装尺寸(mm2
GPS滤波器1575.422.41.3B3520

3.0 × 3.0

GPS滤波器1575.422.03.2B3521

3.0 × 3.0

GPS滤波器1575.422.01.6B3522

3.0 × 3.0

Glonass滤波器1601.50172.5B3529

3.0 × 3.0

GPS/Galileo/Glonass滤波器1588.00562B3913

3.0 × 3.0

GPS/Galileo/Glonass滤波器1585.50411.9B3519

3.0 × 3.0

GPS/Galileo/Glonass滤波器1586.00421.9B3517

3.0 × 3.0

GPS/Galileo滤波器1575.423.01.0B43001.4 × 1.1
GPS/Galileo/Glonass滤波器1588.6634.471.5B43101.4 × 1.1
GPS/Galileo/Glonass双工器1575.42
1601.50
10
10
3.8
3.6
B35183.0 × 2.5
GPS/SDARS双工器1575.42
2332.50
6
25
1.2
1.4
B39203.0 × 3.0

上表所列的所有滤波器和双工器均拥有50 Ω不平衡输入和输出。在50Ω不平衡输入和100Ω平衡输出的版本中还有更多的滤波器可供选择。

移动通信技术的扩展应用
手机开始在车内使用时,其用途仅局限于通过免提装置进行通话。而现在,这些设备越来越多的应用在互联网接入方面,以连接本地服务或增加卫星导航的功能,其中一个重要的功能便是让导航系统能够回应当时的交通状况。它可以确定有多少手机用户登录到单元中,以及他们的移动速度为多少。单元中的用户数量越多,他们的移动速度越慢,交通的密度就越大,或者说,已经开始堵车了。


另一个整合了卫星导航和手机功能的设备为紧急呼叫系统,例如eCall。该系统主要在发生事故或车辆抛锚时使用。这种智能紧急呼叫系统可以通过卫星确定车辆所处的位置,并通过移动通信网络向紧急呼叫中心发送数据和语音链路。其他系统,例如车队管理系统和德国的公路收费系统也同时使用了卫星导航和移动通信技术。而使用的频率范围取决于用户所在的区域。


爱普科斯还提供符合AEC-Q200要求的更多声表面波滤波器(单工和同向双工),封装尺寸从3.0 × 3.0 mm2到1.4 × 1.1 mm2不等,拥有不同的中心频率、插入损耗以及适用于典型频带的可用带宽。以下表2显示了目前可选择的产品范围:

表2:移动通信设备使用的符合AEC-Q200标准的爱普科斯声表面波滤波器

频带接收路径Rx
收发路径Tx
说明fc(MHz)

可用带宽

(MHz)

插入衰减

(dB)

型号封装尺寸
Band IRX
TX
滤波器2140.0
1950.0
60
60
1.6
2.3
B4302
B4309

1.4 × 1.1

Band II
GSM1900
RX
TX
滤波器1960.0
1880.0
60
58.75
1.7
2.7
B4305
B4315

1.4 × 1.1

Band IIIRX滤波器1842.5751.8B4306

1.4 × 1.1

Band V
GSM850
RX
TX
RX 多样性
滤波器881.5
836.5
881.5
25
25
25
1.2
1.7
1.9
B4303
B4311
B4314

1.4 × 1.1

Band VIII
GSM900
RX滤波器942.5351.5B4304

1.4 × 1.1

Band V
GSM850

Band VIII
GSM900

RX

RX

二合一

881.5

942.5

25

35

1.1

1.1

B4380

1.5 × 1.1

Band III
GSM1800

Band II
GSM1900

RX

RX

二合一

1842.5

1960.0

75

60

1.3

1.4

B4381

1.5 × 1.1

所列的所有RX滤波器和二合一元件的非平衡输出均为50 Ω,平衡输出均为150 Ω。列出的所有TX和RX分集滤波器的非平衡输出和输入均为50 Ω。

车用互联网
车上主要使用以2.4 GHz频率范围运行的WLAN系统来接入互联网。一些WLAN系统可通过外部天线接收手机信号,并将其转换为WLAN频率。该技术允许用户使用可靠性高的便携式互联网设备上网冲浪。外部天线也可能使用WLAN天线,以便使用热点接入互联网。爱普科斯专门针对WLAN频率研发了汽车电子设备使用的B3912声表面波滤波器(fc=2448.5 MHz)(见图2)。

图2:爱普科斯B3912型滤波器的衰减曲线

WLAN的另一个应用领域为“汽车对多应用通信系统”:包括允许汽车之间联网的“汽车对汽车通信系统”,以及在车辆和其他系统(如交通信号灯)之间建立链接的“汽车对基础设施通信系统”。这些系统可以在5.9 GHz的频率范围内工作,并且可以更加有效地控制交通流量,从而避免事故发生。汽车行业目前正在进行的现场试验将显示该频率范围是否合适或太窄。目前,日本刚刚设立了这种类型的系统,名为智能交通系统(ITS)。该系统使用大约760 MHz的频率工作,设计用来控制交通流的效率。

今后,双工器也将符合AEC-Q200标准
目前,可适用于多种手机频率,封装尺寸为2.0×1.6 mm2的符合AEC-Q200标准的双工器的工作也在紧张进行中。到2012年年中,可以提供工程样本。


爱普科斯将继续扩大自己的产品范围,以不断满足客户和集成电路制造商的要求。

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