通过载波聚合，移动设备可同时在多个LTE 频段通信，但这也产生了一个挑战：如何在最大程度降低插入损耗的同时避免频段间干扰（交叉隔离），从而维持良好的接收效果和长电池寿命？Qorvo认为，多工器是一种非常好的解决方案，并且在许多情况下，多工器是使用小间隔频段的载波聚合（CA） 组合的唯一实用解决方案。

载波聚合带来的射频滤波挑战

要在多个载波单元（CC） 上实现同步通信，设备的射频前端必须在收发器和天线之间支持多条开放式并行发射和接收路径。每条通道都必须与其他通道充分隔离。可通过使用射频滤波器，或者将每个聚合频段分配至不同天线以实现这种隔离。

创建并行通道以在手机中支持载波聚合的其他结构方法

上部：多工器；中部：双工器；底部：多根天线。

智能手机的工业外形尺寸受高度、功能性、屏幕尺寸和电池续航时间等多种消费者导向型要求制约，因而可能无法添加更多天线。因此，制造商力求在实际性能极限内，尽可能增加每根天线的频段数量。

通过射频滤波器实现交叉隔离，要求滤波器能够充分衰减每个CC的带外信号，以避免加载其他聚合频段。同时，每个滤波器还必须能够最大限度减少发射信号的插入损耗，以维持良好的接收效果并最大限度减少功耗。

TIPS：多工器

因为在各个微波频 段中，各种系统的频率拥挤，且多信道实时双向通信的要求，有时收发信道必须使用同一天线，如此，就得在设备前段设计多通道的波道合成和分离部件。如果设备 只是单收单发信道，则该部件称为双工器；若为多收多发信道，则称为多工器。从具体实现的角度来看，多工器是一组非叠加的带通滤波器，这些滤波器在组合方式 上确保不相互加载，并且输出之间高度隔离。

多工器解决方案的价值

Qorvo认为，针对 载波聚合，多工器是一种非常好的解决方案，并且在许多情况下，多工器是使用小间隔频段的 载波聚合组合的唯一实用解决方案。多工器将聚合 CC 所需的所有发射和接收滤波器集成至一个元件中，不仅进行了必要的隔离，而且允许多个CC 同时连接到天线。为了获得所要求的性能，滤波器必须经过精心协同设计且配套。如果不使用多工器，几乎不可能在实现低插入损耗和低电流消耗的同时满足带内隔 离和交叉隔离的严格系统要求。

多工器的复杂性能要求，可通过比较在单个频段（即不采用CA）上通信时，以及在多个频段（采用  CA）上通信时的隔离要求进行阐述。

不采用CA：

对于单个FDD- LTE 频段上的通信，主要挑战是带内隔离：防止同一频段的发射和接收频率之间产生干扰。发射滤波器必须能够充分衰减接收频率输出处的发 射信号，以避免接收器灵敏度下降。带内隔离通常通过两个带通滤波器（对应于发射和接收频率）实现。这种情况常使用双工器。

采用CA：

当采用CA在多个 FDD-LTE频段上通信时，隔离挑战复杂得多。由于各频段之间的交叉隔离要求和各频段内的隔离要求，可能的相互作用现象更多。设计用于 聚合n个频段的多工器必须具备2n个滤波器（一个用于各个发射频率，一个用于各个接收频率），而且它还必须确保每个发射和接收频率之间已充分隔离。所需隔 离的数量随聚合频段的数量快速增加。考虑所有可能的相互作用后，四工器（用于聚合两个频段）中需要八个隔离，而双工器中需要两个。对于六工器（三个频段六 个滤波器），情况则更复杂，可能需要十八个隔离。为了实现这种隔离并满足系统要求以获得低插入损耗，滤波器必须经过协同设计且精心配套。

TIPS：CC个数与多工器的关系

目 前常见的CC个数为2，推荐使用四工器。以后出现3CC聚合的应用场景时，推荐使用六工器；4CC聚合情况下，推荐使用八工器，以此类推。当然，在能确保 隔离度的前提下，也可灵活设计，比如3CC聚合情况下，使用一个双工器和一个四工器，再比如4CC聚合情况下，使用两个四工器。当上行链路和下行链路分开 时，射频前端的设计更为复杂，需要具体问题具体分析。

高集成度射频器件带来的好处

凭 借高集成度，设计优良的多工器能够为移动设备工程师带来更多好处。将多个滤波器整合至单个元件需要的PCB空间，通常比使用分立式滤波器时少60%；这种 空间节约特性会变得越来越重要，因为每一代智能手机都会加入更多的功能和频段。这种集成方式也可以减少每台智能手机中的元件总数，对设备制造商来说，可以 简化设计、降低成本并加快上市时间。

载波聚合带来的射频滤波挑战