声表滤波器的发展

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声表滤波器的发展

       声表面波(SaRFaceAcoustic Wave简写为SAW)就是在压电固体材料表面产生和传播的声波。它是由英国物理学家瑞利 l 885年发现的，因此又称为瑞利波。直到1965年怀特和沃尔默=：人提出了冲}激励和检测SAW 的叉指换能器(英文简写为rD’r)，这一关键技术的突破，为SAW器件的发展奠定了基础。
1 L3 H+ c8 i- x　　到目前为止，世界各国已研制成了SAW 滤波罂、脉冲压缩滤波器、延迟线、谐振器、卷积器、放大器和振荡器等不同功能的100多种器件，广泛地用于移动通信、光纤通信和卫星通信等无线电电子技术各个领域，显示出它的强大优势。
　　 SAW 滤波器丰要是由IDT和压电晶体、压电陶瓷等组成，采用半导体集成电路的平面工艺，在压电基片表面蒸镀一定厚度的铝膜，把设计定型的两个IDT的掩膜图案，利用光刻的方法，沉积在基片表面．一个作发射IDT,一个作接收IDT,IDT的特点有：
　　(1)它的频率特性呈的变化规律
　　(2)IDT激发的强度与叉指周期段数目N的l甲方成正比
- P! f! m' _3 `" ^, @* S　　(3)IDT的指条宽度决定了换能器的工作频率，指条愈窄、频率愈高
# R. A0 D+ C0 p7 U& x. Q　　(4)IDT的特性与叉指条的几何结构密切相关，如改变它的叉指数日、声孔径重叠长度(按不同加权函数的规律变化)、指条宽度和 隔等，可设计出具有不同频率特性的器件，以适应不同信号处理功能的需要，因而适应性和灵活性强；
　　(5)在小信号下，IDT是线性器件，因而满足互易定理，即IDT作为发射时的特性与作为接收时的特性是相同的
( g8 h( |) n0 e: g1 w　　 SAW 滤波器的特点有：
　　(1)SAW 传播速度快，制作的器件尺寸小、重量轻；
　　(2)设计灵活性天，能实现多种复杂的功能；
6 g4 l" U- Z' A　　(3)可选用的频率范围广(10MHz~3GHz)．时间带宽乘积大，可选l 数量级；
　　(4)动态范围可达100分见传输损耗小，其姆个波长的衰减比波导传输的电磁渡小二个数量级；
9 l5 X% _, O; c* H　　(5)声波是质点振动，不涉及到电子迁移过程，在传辅过程中不受电磁波的影响，所以器件
) Z) ?0 a' D/ L* [9 y1 \　　　的可靠性高， 抗辐射性能好。

　　SAW滤波器的发展趋势
8 _0 r1 y( x5 J* n% R' O* q8 J　　小型片式化
　　 SAW滤波器的小型片式化，是移动通信和其他便携式产品提出的基本要求。为缩小SAW滤波器的体积，通常采取三方面的措施：一是优化设计器件用芯片，使其做得更小；二是改进器件的封装形式，现已由传统的圆形金属壳封装改为方形或长方形扁平金属封装或LCCC（无引线陶瓷芯片载体）表面贴装；三是将不同功能的SAW滤波器封装在一起构成组合型器件以减小PCB面积，如应用于1.9GHzPCS终端60MHz带宽的双频段SAW滤波器以及近来富士通公司开发的双带式（可支持模拟和数字两种模式）便携式手机用SAW滤波器，均装有两个滤波器。
　　高频、宽带化
　　 为适应电子整机高频、宽带化的要求，SAW滤波器也必须提高工作频率和拓展带宽。研究表明，当压电基材选定之后，SAW滤波器的工作频率则由IDT电极条宽决定，IDT电极条愈窄，频率愈高。采用0.35μm～0.2μm级的半导体微细加工工艺，可制作出2GHz～3GHz的SAW滤波器。
) g  L: ]! H2 t拓展SAW滤波器的带宽通常从优化设计IDT的电极结构入手。如将IDT按串联和并联形式连接成梯形若干级联的结构，输入/输出直接实现连接，采用0.4μm以下的微细加工技术，就可制作出用于无线局域网（LAN）的2.5GHz梯形结构谐振式SAW滤波器，带宽达100MHz；在多重模式滤波器中，采用纵向连接的滤波器带宽要比横向耦合型滤波器大一些，因此被广泛用于蜂窝电话和寻呼机的RF滤波，而后者具有陡削的窄带特性，可用于个人数字蜂窝（PDC）和模拟电话的中频（IF）滤波。
　　降低插入损耗
( }/ U4 i" I& f. ^8 x* _3 s　　 早期SAW滤波器的最大缺陷是插入损耗大，一般在15dB以上，这对于要求低功耗的通信设备特别是接收前端是无法接受的。为满足现代通信系统及其它用途的要求，人们通过开发高性能的压电材料和改进IDT设计，使器件的插入损耗降低到3dB～4dB，最低可达1dB。在众多压电材料研究成果中，最引人注目的是日本村田制作所发明的ZnO/蓝宝石层状结构基片材料，利用这种基片材料，已制造出1.5GHzPDC用射频SAW滤波器，其插入损耗仅1.2dB。

sunygd

刚好有用，谢谢楼主分享