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RF射頻模塊SAW filter使用案例

來(lái)源:http://m.netflixyz.com 作者:金洛鑫電子 2019年03月18
   聲表面濾波器是RF射頻模塊常用,且比較重要的一種電子元器件,它的主要作用是過(guò)濾雜波抗干擾,通信,基站,超聲波,雷達(dá)等系統(tǒng)也需要用SAW濾波器。射頻的英文全稱是Radio Frequency,同樣也帶有頻率,范圍在300KHz~300GHz之間,接下來(lái)金洛鑫電子將介紹SAW應(yīng)用到RF方案中的作用和工作原理。本文將會(huì)詳細(xì)的說(shuō)明SAW使用于RF模塊的過(guò)程。
   表1中的RF帶寬顯示了不同無(wú)線系統(tǒng)的發(fā)送和接收路徑中前端濾波的最小帶寬要求。多年來(lái),介質(zhì)諧振器濾波器(2至3極)已廣泛用于終端。它們成本低,堅(jiān)固耐用,易于實(shí)施。此外,它們可以處理高功率。盡管它們體積龐大,但它并不是一個(gè)問(wèn)題,因?yàn)樵缙诘臒o(wú)線終端大部分都是移動(dòng)終端,而是站在一起(例如安裝在汽車(chē)中)。然而,當(dāng)前無(wú)線設(shè)備的趨勢(shì)正朝著越來(lái)越便攜的方向發(fā)展,并且元件尺寸是終端設(shè)計(jì)者關(guān)注的眾多因素之一。
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表1.全球無(wú)線電信標(biāo)準(zhǔn)
   對(duì)于AMPS,GSM,PDC和其他應(yīng)用,現(xiàn)在可以在低至3.8x3.8x1.6mm3的LCC中使用800至1500MHz之間的低損耗RF SAW濾波器(低至2.5至4dB),并且趨勢(shì)正在發(fā)生變化對(duì)于PCS,WAN和WLAN,以及1.8至2.5GHz頻段的其他應(yīng)用,朝向3.0x3.0x1.0mm3。這些設(shè)備的供應(yīng)商來(lái)自歐洲和歐洲。其中一些公司在800至1500MHz范圍內(nèi)提供強(qiáng)大的產(chǎn)品,并且正在開(kāi)發(fā)面向1.8至2.5GHz范圍的器件,目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)更低的插入損耗。流行的設(shè)計(jì)是在線耦合諧振器濾波器(在線CRF,圖1)和阻抗元件濾波器(IEF,圖2)。后者不能提供良好的極限抑制,只能通過(guò)調(diào)整并聯(lián)和串聯(lián)臂的電容比來(lái)略微改善。在高頻操作時(shí),它確實(shí)具有低于2dB的插入損耗的良好前景。表3比較了它們的應(yīng)用和性能。幾乎所有用于移動(dòng)應(yīng)用的低損耗RF SAW Filter都使用LiTaO3,LiNbO3或Li2B4O7作為襯底材料,以提供寬帶寬要求(高達(dá)6%)。
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圖1.RF應(yīng)用的在線CRF設(shè)計(jì)
   一家日本供應(yīng)商最近宣布,基于SAW的雙工器在800MHz頻段的可用性使其成為該組件的領(lǐng)導(dǎo)者。他們成功地克服了雙工器應(yīng)用中傳輸路徑的一個(gè)主要障礙-功率處理要求。在北美,只有兩家供應(yīng)商生產(chǎn)用于蜂窩終端和/或數(shù)字無(wú)繩電話(例如CT-2)的RF聲表面濾波器,它們主要是自備電源。大多數(shù)低損耗RFSAW濾波器供應(yīng)商認(rèn)為它們已將設(shè)備的占地面積縮小到足夠小的尺寸。趨勢(shì)是可能通過(guò)倒裝芯片方法努力降低封裝高度,更重要的是,開(kāi)發(fā)進(jìn)一步將插入損耗降低到2dB以下的方法。后者是與介質(zhì)諧振器濾波器競(jìng)爭(zhēng)。
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圖2.射頻應(yīng)用的阻抗元件濾波器設(shè)計(jì)現(xiàn)在具有1.3到3dB的插入損耗。
   許多供應(yīng)商提供介質(zhì)諧振器濾波器,SAW濾波器和芯片單片LC型濾波器,以滿足RF濾波的頻率和帶寬要求。這些器件的插入損耗,衰減,價(jià)格和尺寸主要不同。在芯片單片LC型RF濾波器和介質(zhì)諧振器濾波器的開(kāi)發(fā)方面取得了重大進(jìn)展。前者具有與SAW濾波器相當(dāng)?shù)某叽绾筒迦霌p耗,除了它們不能提供良好的衰減。在過(guò)去幾年中,供應(yīng)商也大幅縮小了介電電容器濾波器的尺寸,并且它是一個(gè)強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,特別是在>2GHz射頻應(yīng)用中。表2描述了這些RF濾波器技術(shù)的通用比較。
  介電濾波器 SAW濾波器 LC多層過(guò)濾器
失利 最好
衰減 最好
尺寸(立方毫米) 公平 最好
設(shè)計(jì)靈活性 公平 最好
壓電薄膜/金剛石結(jié)構(gòu)中的高速縱向漏泄SAW和高速SAW
   在提高工作頻率的同時(shí)保持傳感器手指的物理特征尺寸的一種方法是增加SAW速度。具有低泄漏損耗的LSAW正在現(xiàn)代低損耗RF SAW濾波器中廣泛使用。流行的LSAW切割是36°Y-XLiTaO3,41°和64°Y-XLiNbO3。LSAW的速度通常高于瑞利波的速度,并且始終夾在慢剪切速度和快速剪切速度之間。它們具有高速度,低泄漏損耗和強(qiáng)大的機(jī)電耦合,因此具有吸引力。在過(guò)去幾年[中,我們已經(jīng)看到縱向LSAW研究的進(jìn)展,其具有低泄漏損耗,強(qiáng)機(jī)電耦合和可比較的延遲溫度系數(shù)(TCD)。可以預(yù)見(jiàn),使用縱向LSAW的晶圓切割將在未來(lái)商用,以支持高頻SAW器件。
   在過(guò)去幾年中,使用化學(xué)氣相沉積(CVD)合成多晶金屬薄膜已經(jīng)非常成功。1989年,Yamanouchi等人。從理論上講,可以在a中實(shí)現(xiàn)高頻石英晶體濾波器(>3GHz)。
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表3.當(dāng)前應(yīng)用的不同Low-LessSAW濾波器設(shè)計(jì)的比較
   壓電AlN或ZnO/金剛石結(jié)構(gòu)因金剛石薄膜的硬度(瑞利波速度可超過(guò)12,000m/s)。日本和俄羅斯正在積極開(kāi)展廣泛的實(shí)驗(yàn)工作。我們很可能會(huì)看到供應(yīng)商在未來(lái)提供涂有金剛石薄膜的SAW晶圓。
   金洛鑫電子是深圳規(guī)模比較大的一家聲表面波濾波器生產(chǎn)廠商,多年來(lái)與許多家RF射頻模塊工廠或企業(yè)合作,提供自主研發(fā)量產(chǎn)的TO-39聲表濾波器,F(xiàn)11,R433M,R315,R433.92M,貼片濾波器等產(chǎn)品,常用頻率和封裝長(zhǎng)期備有現(xiàn)貨庫(kù)存!

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