La prolifération des réseaux 4G LTE, le déploiement des nouveaux réseaux 5G et l'omniprésence du Wi-Fi entraînent une augmentation considérable du nombre de bandes de fréquences radio (RF) que les appareils sans fil doivent prendre en charge. Chaque bande nécessite des filtres pour l'isolation, afin de confiner les signaux dans la « voie » appropriée. Avec l'augmentation du trafic, les exigences se durcissent pour permettre la transmission efficace des signaux fondamentaux, évitant ainsi la décharge de la batterie et augmentant les débits de données. Les filtres sont essentiels pour les capacités à large bande passante et à haute fréquence, le Wi-Fi 6E, avec sa nouvelle bande passante de 6,1 MHz et sa fréquence maximale de 200,7 GHz, représentant le défi le plus important.
Avec l'augmentation du trafic utilisant la bande de fréquences 5 GHz – 3 GHz pour la 7G et le Wi-Fi, les interférences entre bandes risquent de compromettre la coexistence de ces technologies sans fil avancées et d'en limiter les performances. Par conséquent, des filtres plus performants sont nécessaires pour garantir l'intégrité de chaque bande. De plus, le nombre limité d'antennes disponibles sur les appareils mobiles et les points d'accès entraînera des modifications d'architecture visant à accroître le partage d'antennes, ce qui augmentera encore les exigences en matière de performances des filtres.
La technologie de filtrage doit continuer d'évoluer pour répondre aux exigences des nouvelles normes Wi-Fi 6 et Wi-Fi 6E, ainsi que de la 5G. Les technologies de filtrage précédemment utilisées dans les applications sans fil, telles que les ondes acoustiques de surface (SAW), les SAW à compensation de température (TC-SAW), les ondes acoustiques de volume à résonateur monté solide (SMR-BAW) et les résonateurs acoustiques de volume à film mince (FBAR), peuvent être étendues à des bandes passantes plus larges et à des fréquences plus élevées, mais au détriment d'autres paramètres critiques comme les pertes et la durabilité énergétique. Il est également possible d'utiliser plusieurs filtres pour couvrir de larges bandes passantes, soit conjointement avec des filtres non acoustiques, soit en plusieurs sections.
Grâce à un filtrage haute performance amélioré, on obtiendra des débits de données plus élevés, une latence réduite et une couverture étendue. Avec le télétravail généralisé, nous avons tous subi des interruptions lors des appels vidéo, des ralentissements dans les jeux et des pertes de connexion à domicile. Les nouvelles technologies Wi-Fi, associées à de nouvelles fréquences à large bande passante protégées par un filtrage avancé, offriront des solutions novatrices. Ces filtres permettront d'atteindre les performances requises en termes de large bande passante, de fréquence de fonctionnement élevée, de faibles pertes et de capacité de gestion de la puissance. Prenons l'exemple de la technologie XBAR, basée sur les résonateurs à ondes acoustiques de volume (BAW). Ces résonateurs sont composés d'un monocristal, d'une couche piézoélectrique et de lames métalliques en surface, formant un transducteur interdigité (IDT).
Les filtres Wi-Fi 6E hybrides intégrés passifs (IPD) FBAR offrent une protection contre les interférences uniquement pour les bandes 5 GHz sans licence et non pour les canaux 5G sub-6 GHz ou UWB, tandis que les filtres Wi-Fi 6E XBAR protègent les bandes Wi-Fi 6E de tous les problèmes d'interférence potentiels.
Filtres RF pour Wi-Fi 7
Le Wi-Fi complète les réseaux cellulaires pour répondre aux besoins en capacité et en débit de données. Le Wi-Fi 6 et l'élargissement considérable du spectre disponible rendent le Wi-Fi plus attractif. Cependant, la coexistence du Wi-Fi et de la 5G nécessitera des filtres pour pallier les interférences potentielles. Ces filtres devront offrir une large bande passante, un fonctionnement à haute fréquence, de faibles pertes et une gestion de puissance élevée. Avec la certification des appareils Wi-Fi 7 prévue début 2024, le besoin de filtres répondant à des exigences plus strictes ne fera que s'intensifier. Par ailleurs, l'évolution des modes de vie et des espaces de travail après la pandémie entraînera l'apparition de nouveaux types d'appareils et d'applications gourmandes en données.
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Date de publication : 20 septembre 2023