SAW滤波器

SAW滤波器的结构如图所示。

它由压电材料制成的基板和在其上烧制的梳状电极组成。

当输入到表面声波滤波器的大端表面的输入信号时，在电极的压电材料的表面上产生具有与施加信号相同频率的机械振动波。

振动波以声波速度在压电基板的表面上传播。

当波被传输到输出端时，由输出端的梳状电极组成的换能器将声能转换为交易信号。

从上面可以看出，SAW滤波器由两个换能器组成。

输入变换器将电能转换为声能以发射表面声波，而输出变换器转换接收的声表面。

波声能量被转换成电能输出。

表面声波滤波器利用压电基板上的两个换能器产生表面声波并检测表面声波以完成滤波。

SAW滤波器的主要特点是：高设计灵活性，模拟/数字兼容性，出色的群延迟时间偏差和频率选择性（可选频率范围10MHz~3GHz），输入输出阻抗误差小，传输损耗低，抗电磁干扰（EMI）性能好，可靠性高，体积小，重量轻（尺寸和重量约为陶瓷介质滤波器的1/40和1/30），并可实现多种复杂功能。

SAW滤波器的特点和优点在于薄，短，高频，数字化，高性能，高可靠性，适应现代通信系统设备和便携式电话的要求。

缺点是所需的基板材料昂贵，并且要求基板取向，切割，研磨，抛光和制造工艺高。

标称频率：通常是指用于制作相对于标准的参考频率的中频的标称值。

通带宽度：这是一个频率间隔，确保此时的相对衰减等于或低于指定的衰减值。

带内波动：这是指通带内最大衰减和最大衰减之间的最大衰减。

差异插入损耗：这是滤波器插入和非插入之间的差异。

它可以分为最小损失和恒定损失。

最小损耗是插入损耗的最小值，恒定损耗是标称频率下的损耗。

两者都可以用作插入损耗的参考，最小损耗通常用作标准。

阻带宽度：指相对衰减等于或高于指定值的频率间隔。

固定衰减和带宽：这是指衰减带宽中保证的相对损耗和频率间隔。

端子阻抗：这是从滤波器侧看到的源阻抗或负载阻抗值。

它通常相当于电阻器和电容器的并联连接。

群延迟：它是相位对角频率的微分值。

集团延迟。

带内波动：特定通带宽度中群延迟的最大和最小群延迟之间的最大差异。

小型小型SAW滤波器芯片是移动通信和其他便携式产品的基本要求。

为了减小SAW滤波器的尺寸，通常采取三种措施：一种是优化器件芯片的设计以使其更小;另一种是改进设备的封装形式，从传统的圆形金属外壳包装改为方形。

或矩形扁平金属封装或LCCC（无铅陶瓷芯片载体）表面贴装;三，封装具有不同功能的SAW滤波器，形成组合器件，减少印刷电路板（PCB）面积，如应用于1.9GHz双频带SAW滤波器，带有60MHz带宽的PCS端子和用于双频带的SAW滤波器（模拟和数字模式）富士通最近开发的便携式手机有两个滤波器。

高频和宽带为了满足电子整机的高频和宽频要求，SAW滤波器还必须提高工作频率和扩展带宽。

研究表明，当选择压电基片时，SAW滤波器的工作频率由IDT电极宽度决定，IDT电极带越窄，频率越高。

可以使用0.35~0.21μm半导体的精细加工工艺制造2~3GMz SAW滤波器。

扩展SAW滤波器的带宽通常始于优化设计IDT的电极结构。

如果IDT串联和并联连接以形成多个级联的级联，则输入/输出直接连接，并且可以通过使用精细处理技术制造用于无线局域网（LAN）的2.5GHz梯形结构为0.4μm或更小。

谐振SAW滤波器，带宽高达100MHz;在多模滤波器中，纵向连接的滤波器带宽大于横向耦合滤波器的滤波器带宽，因此它广泛用于蜂窝电话和寻呼机的RF滤波，而后者具有用于中频（IF）滤波的陡峭窄带特征。

个人数字蜂窝（PDC）和模拟电话。

降低插入损耗早期SAW滤波器的最大缺点是插入损耗大，通常高于15 dB，这对于需要低功耗的通信设备尤其是接收前端是不可接受的。

为了满足现代通信系统和其他应用的要求，开发高性能压电材料和改进的IDT设计，器件的插入损耗降低到3~4dB，最低可达到1dB。

在压电材料的许多研究成果中，最引人注目的是日本村田制作所发明的ZnO /蓝宝石层状基板材料。

利用这种基板材料，制造工厂已经为1.5GHz PDC产生了RF SAW。

滤波器的插入损耗仅为1.2 dB。

总之，压电陶瓷与结晶材料不同，具有大的压电常数，易于形成，易于极化，并且适合于批量生产。

它有望进入21世纪。

像半导体器件一样，它将成为电子产品的重要组成部分。

设备分支将迅速发展和普及。