宏基站对滤波器的带外抑制、插损、功率、长期可靠性等性能指标均有较高要求。从3G、4G时代到5G时代，Massive MIMO 是 5G 通信提高系统容量和频谱利用率的一项关键技术，可以使信号强度集中于特定指向区域和特定用户群，在增强用户信号的同时显著降低小区内自干扰、邻区干扰，有效提升用户信号载干比。
5G 基站对 Massive MIMO 技术和有源天线技术的应用，单面天线需要 64 只滤波器，单个宏基站三面天线需要 192 只滤波器，天线的集成度要求显著变高，AAU 需要在更小的尺寸内集成更多的组件。而传统金属腔体滤波器由于体积大、重量重，对安装调试带来重大不便。此外，通道数量的增加导致了单个基站对滤波器的需求量增加，基站滤波器需要更低成本的解决方案。在此背景下，5G 基站滤波器发展出小型金属腔体滤波器和介质波导滤波器两套技术方案。
5G基站用滤波器的总体技术发展方向包括：
（1）降低插损，从而降低设备能耗；
（2）提高功率承受能力，从而改善设备的覆盖能力；
（3）改善长期可靠性能，从而使设备达到更长的使用寿命；
（4）缩减尺寸重量，从而降低设备整机的尺寸和重量；
（5）降低成本，从而减轻基础设施建设的压力；
（6）更高的频率，从而提高信号传输速率；
（7）更低的滤波器时延特性，从而改善网络延时。
与金属腔体滤波器相比，介质波导滤波器在 5G 通信应用领域具有独特优势。同等频率要求下，介质波导滤波器产品的体积更小、重量更轻。其体积小、重量轻、成本低、接口方式多样，能够适应滤波器市场定制化、个性化的发展趋势。在工艺和成本方面，介质波导滤波器的制造技术与传统金属腔体滤波器相比差异较大，由金属成型加工为主变成介质陶瓷粉末成型加工。相较而言，传统金属腔体滤波器的批量生产效率较低，不适合大批量、大规模的生产，加工环节需要大量的数控机床，单位设备、人力的产出效率较低，生产成本较高。介质波导滤波器通过不断优化批量生产制造工艺，可实现大规模、大批量生产，调试等工序的效率、单位设备和单位人力的产出数量远高于金属腔体滤波器，整体生产成本可以显著降低。在同等技术指标要求下，介质波导滤波器的成本有望达到传统金属腔体滤波器的 50%以下。基于在体积、重量、工艺、成本、温度系数和介电常数等方面的综合优势，介质波导滤波器成为 5G 基站滤波器的主流技术方案之一。
介质滤波器凭借高性能、小体积、低重量、低成本、高可靠性等特征，较好地契合了5G基站用滤波器技术路线的发展要求，这些特征也正是介质滤波器在5G时代得以演变为主流技术方案之一的主要原因。从长期来看，随着介质滤波器在高Q值高介电常数陶瓷材料、新型金属化工艺、器件设计等领域的发展，介质滤波器将进一步扩大对金属腔体滤波器的优势，有望在未来占据主导地位。
长按识别二维码关注公众号，点击下方菜单栏左侧“微信群”，申请加入交流群。
