声表面滤波器在通信电路中的应用

晏小庆 阮云兰 江西工程学院

声表面滤波器作为一种模拟信号的处理器件，其可实现对任意精度幅频与相频特性的滤波，这便是其他滤波器不那么容易实现的，声表面滤波器在电子信息领域取得了广泛运用。故而研究与分析声表面滤波器在通信电路之中具有极其正面的意义与价值。

1 声表面波及声表面波滤波器

声表面波（即SAW.Surface Acoustic Wave）是于压电基片材料表面产生并传播、而振幅随着基片材料深度的增加继而急速减少的一种弹性波，英国物理学家Railey通过对地震波的探究，于理论上表述了除去弹性固体内所存在的纵波与剪切波外，还可能存在一种波，即沿着半无限表面固体传播，即称为声表面波。

基于信号理论发展，并对于高性能处理器件的日益需求化，其中半导体工艺技术也在不断改进，促使声表面滤波器其工作频率由10MHz拓展到3GHz的范围。故而其器材在无线电频率信号处理器之中得到了广泛重视，且SAW滤波器成功运用于移动通信、无线寻呼、有线电视等行业领域之中。

1.1 SAW滤波器的基本结构

其基本结构是基于压电特性材料中抛光面上所制作的声电换能器，即叉指换能器，主要运用半导体集成电路工艺，于电基片上蒸镀铝膜，通过光刻技术，将两个IDT的掩膜图案沉淀于基片表面，即可实现输入换能器将电信号转换为声信号，并沿电晶体表面传播，继而输出是通过换能器将声信号转换为电信号。

1.2 SAW滤波器的特点特性

于设计上灵活多变、频率选择性优良、输入输出阻抗误差小、可抗电磁干扰、制作器材轻便，并可实现多种多样的功能，在体积与重量上分别为陶瓷介质滤波器的四十分之一到三十分之一上下，有着多种多样的复杂功能。这样的特点与优点之下，适应了现代通信系统设备与便携式设备所需的便捷性，而其高频性、数字性、高可靠性等方面较为突出，其不足之处便为制作材料昂贵、制作工艺以及精确程度要求极高。

1.3 SAW滤波器于通信领域上的影响

CATV上邻域传播的实现是通过SAW滤波器的特殊过渡带，相比于隔频传输，翻倍提高了频谱的利用率，基于滤波器的装备下，电视对于信号的顺利接收及工作变得稳定可靠。早期滤波器的工作主要应用领域是以电视机为代表的试听类家电产品，并且自从进入了80年代，各类电子信息尤其是通信产业的发展尤为迅速，其中SAW滤波器为其提供了无比广阔的市场空间，且产量与需求上呈现直线上升的趋势，世界上SAW滤波器的年产量还在不断的增加，稳定高达6亿以上，而其中大半都是为生产移动通信小型RF。

2 声表面滤波器在通信电路中的作用与应用

于移动通信之中系统发射端以及接收端都需经过滤波器滤波后方能稳定发挥其作用，且工作频率多于800MHz.2GHz、带宽方面为17.30MHz，因而滤波器须具有低插损、高阻带抑制以及高镜像衰减、体型小、成本低等特点，在所需的工作频段以及体积亦或是性能造价方面都占据优势，声表面滤波器能在通信行业系统之中也是无出其右的，这也是压电陶瓷介质滤波器与单片晶体滤波器所达不到的。

在以往的无线寻呼系统之中，BP机所接收的信号将其先滤波继而再放大，而滤波器的特性通常直接影响到其信号接收的灵敏度以及精确度。现在糖厂都已由SAW滤波器替代，伴随着互联网应用技术的快速发展，网上用户迅速增长，且电话上网的主要缺陷即是带宽过窄，下载速度过慢，考虑到CATV极其丰富的网络资源，其信息的传播速度提高迅速，且该系统之中都需要SAW滤波器以解决邻频抑制问题，由此可见声表面滤波器的市场尤为之大。

其中滤波器的选频分为四个类别：低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。并且当代SAW滤波器的主要特点多适应现代电子通信设备以及便携式电子通信设备，其中日本富士通、三洋电器、丰田等压电基片的生产技术制造商垄断了世界SAW滤波器市场产业，年产量可观，其中富士通公司所制造的小型射频SAW滤波器占据全球市场份额的百分之35上下，声表面滤波器通俗的说也是一种电子元器件,它是起到过滤杂音的作用,一般用于通讯产品,之前这款物料在手机行业中用量很大,随着智能机的问世,由于体积多大不适用于智能机慢慢淘汰掉了.不过有些通讯产品还是有用到像对讲,无绳电话等.现在主要用于收音产品中。声表面波滤波器作为一个滤波器，主要用在通讯上。由于本身具有体积特别小（最小的只有米粒大）、插入损耗低（可以达到0.5dB内）等优点，目前应用最广的就是手机射频前端，也就是说每一款手机当中都有声表面波滤波器。

3 总结

国外研究上的失效机理从定性分析进而转化为定量建模与计算机模拟之上，并于可靠的设计兼预测技术上，以达到电路设计上的最优化分析与仿真，各类失效机理模型通过计算机辅助得以预测并顺利着手于应用方面的发展。

我国对于物理的应用技术与研究与国外尚有差距，就SAW器材而言，差距则更为明显，而SAW器材于军事通信、电子侦察以及各类电子信息领域之中都占一定的位置，并且通由SAW滤波器及其可靠的物理性应用技术研究，着重于该研究的进行有利于拔高我国的SAW设备的设计以及制造水平的提升。