SAW应移动通信的要求不断发展

早期的saw的主要应用领域是电视机为主导的视听类电子产品。移动通信产业的发展使saw器件的市场主体发生了重大转移。像saw滤波器这类器件在移动通信中应用得很好,是压电陶瓷滤波器和单片晶体滤波器(mcf)望尘莫及的。

  (1)提高工作频率

  对saw器件,当压电基材选定之后,其工作频率则由idt指条宽度决定。idt指条愈窄,频率则愈高。

  目前0.5μm级的半导体工艺已是较普通的技术,该尺寸的idt电极条宽能制作出约1500mhz的saw滤波器。利用0.35μm级的光刻工艺,能制作出2ghz的器件。借助于0.2μm级的精细加工技术,2.5ghz的saw器件早已实现大批量生产,3ghz的器件开始进入实用化。

  (2)微型化、片式化、组合化

  saw器件微型化、片式化和轻便化,是移动通信产品提出的基本要求。saw器件的idt电极条宽通常是按照saw波长的1/4来进行设计的。对于工作在1ghz下的器件,若设saw的传播速度是4000m/s,波长则仅为4μm(1/4波长是1μm),在0.4mm的距离中能够容纳100条1μm宽的电极。故saw器件芯片可以做得非常小,便于实现超小型化。

  (3)降低插入损耗

  saw滤波器以往存在的最突出问题是插入损耗大,一般不低于15db。为满足移动通信系统的要求,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4db以下,而且有些产品降至1db。

  在众多压电材料研究成果中,最引人注目的就是日本村田公司发明的zno/蓝宝石层状结构基板材料。该公司利用zno/蓝宝石基板材料,制造出1.5ghz pdc rf用滤波器,插入损耗降至1.2db。

  (4)宽带化

  移动通信系统的更新换代,要求saw滤波器宽带化。用于amps模拟蜂窝电话的第一代if滤波器通频带宽仅为30khz,而用于美国is-95规格cdma方式的便携电话中第三代器件的通频带宽达1mhz以上。为使saw滤波器实现宽带化和低损耗化,必须在idt电极结构设计上不断创新。

  (5)提升耐电力特性

  在耐电力特性和插入损耗要求非常严格的场合,一直沿用电介质滤波器。像便携式电话的发送/接收(tx/rx)天线转换开关,必须能承受约1w的发送电力。随着saw滤波器性能的提高,该器件的应用领域不断拓展。图7示出的是用于amps方式的saw天线转换开关,尺寸为9.5mm×7.5mm×2mm,重量是0.4g。即使在今后国际统一规格的imt2000方式新一代移动通信系统中,也少不了这种saw天线转换开关器件。日本村田公司开发的6.3mm×8mm×2mm的saw天线收发转换开关,不仅提高了传输级的功率容限,而且具有超低插入损耗特性。

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计