SAW、BAW和無(wú)線(xiàn)的未來(lái)

射頻干擾一直是無(wú)線(xiàn)通信的天敵，它要求設計師采取凌厲手段以束其就范。隨著(zhù)每臺設備內所支持頻段的日益增多，當今的無(wú)線(xiàn)設備必須要同時(shí)防范來(lái)自其它設備及自身的干擾信號。

一款高端智能手機必須要對多達15個(gè)頻段的2G、3G和4G無(wú)線(xiàn)接入方式的發(fā)送和接收路徑進(jìn)行濾波，同時(shí)要濾波的還包括：Wi-Fi、藍牙和GPS接收器的接收路徑。必須對 各接收路徑的信號進(jìn)行隔離。還必須要對出處雜多、難以盡舉的其它外部信號進(jìn)行抑制。要做到這點(diǎn)，一款多頻段智能手機需要八或九個(gè)濾波器和八個(gè)雙工器。如果沒(méi)有聲濾波技術(shù)，這將難以實(shí)現。

SAW ：成熟且仍在發(fā)展

聲 表面波（SAW）濾波器廣泛應用于2G接收機前端以及雙工器和接收濾波器。 SAW濾波器集低插入損耗和良好的抑制性能于一身，不僅可實(shí)現寬帶寬，其體積還比傳統的腔體甚至陶瓷濾波器小得多。因為SAW濾波器制作在晶圓上，所以可 以低成本進(jìn)行批量生產(chǎn)。SAW技術(shù)還支持將用于不同頻段的濾波器和雙工器整合在單一芯片上，且僅需很少或根本不需額外的工藝步驟。

存 在于具有一定對稱(chēng)性晶體內的壓電效應是聲濾波器的“電動(dòng)機”及 “發(fā)電機” 。當對這種晶體施以電壓，晶體將發(fā)生機械形變，將電能轉換為機械能。當這種晶體被機械壓縮或展延時(shí)，機械能又轉換為電能。在晶體結構的兩面形成電荷，使電 流流過(guò)端子和/或形成端子間的電壓。電氣和機械能量間的這種轉換的能量損耗極低，無(wú)論電/機還是機/電能量轉換，效率都可高達99.99%。

在固態(tài)材料中，交替的機械形變會(huì )產(chǎn)生3,000至12,000米/秒速度的聲波。在聲濾波器內，對聲波進(jìn)行導限以產(chǎn)生極高品質(zhì)因數（Q值可達數千）的駐波（standing waves）。這些高Q值的諧振是聲濾波器的頻率選擇性和低損耗特性的基礎。

在一款基礎SAW濾波器（圖1）中，電輸入信號通過(guò)間插的金屬交指型換能器（IDT）轉換為聲波，這種IDT是在諸如石英、鉭酸鋰（LiTaO3）或鈮酸鋰（LiNbO3）等壓電基板上形成的。在一款非常小設備內，IDT的低速特性非常適合眾多波長(cháng)通過(guò)。

圖1 ：基本SAW濾波器

但SAW濾波器有局限性。高于約1GHz時(shí)，其選擇性降低；在約2.5GHz，其使用僅限于對性能要求不高的應用。SAW器件易受溫度變化的影響，是個(gè)老大難問(wèn)題：溫度升高時(shí)，其基片材料的剛度趨于變小、聲速也降低。

一種替代方法是使用溫度補償（TC-SAW） 濾波器，它是在IDT的結構上另涂覆一層在溫度升高時(shí)剛度會(huì )加強的涂層。溫度未補償SAW器件的頻率溫度系數（TCF）通常約為-45ppm/℃，而 TC-SAW濾波器則降至-15到-25ppm/℃。但由于溫度補償工藝需要加倍的掩模層， 所以，TC-SAW濾波器更復雜、制造成本也更高，但仍比體聲波（BAW）濾波器便宜。