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SAW应移动通信的要求不断发展

更新时间:2016-04-25  点击率:3773

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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