规划得到的SAW滤波器频率特性如图7所示,其间心频率为947.5 MHz,3 dB带宽>30 MHz,插损≤4.0 dB,SS>30 dB,匹配阻抗为50 Ω,取得了较为满意的成果。
依据电网络剖析与归纳理论并结合SAW滤波器的传输函数,本文从理论上剖析并规划了梯型结构SAW滤波器中的单端对谐振器,一起选用该结构规划了无线通讯体系移动电话用的SAW滤波器,取得了较为抱负的成果,且滤波器无需外加匹配电路,满意了无线通讯体系的技能方面的要求。
选用电网络剖析与归纳理论,将梯型结构的SAW滤波器由单端对SAW谐振器来替代网络中的各个单元。此结构具有电感电容(LC)滤波器低损耗的长处,并且可接受大功率,体积较小。这种结构一般用来规划射频滤波器,作业频率规模为300~2 400 MHz,相对带宽为2%~6%,插入损耗小于5 dB, SAW谐振器及其等效电路如图4所示。
式中A3为常数,一般记为1。所以,SAW滤波器总的传输函数(或频率响应)是 使用傅里叶变换特性,在剖析中考虑1)(3≈ωH,因而,能够不计入)(3ωH。声外表波滤波器的频率响应为
在移动通讯体系中,无论是数字式仍是模拟式,其发射和接纳信号的功能模块电路结构根本相同,如图3所示。在Tx端,在载波上对信号进行调制,通过扩大电路将功率扩大,然后通过SAW滤波器滤波后由天线将信号宣布,本通道要求滤波器损耗低,可接受大功率;在R x端通道,天线接纳到的弱小信号经SAW滤波器过滤后,进行扩大解调,终究取得所要的信息,要求滤波器损耗低,阻带按捺高。
规划梯型结构滤波器[3, 4],主要是对单端谐振器的规划,并协调好串臂和并臂谐振器的相互关系。谐振器的阻抗可用其谐振频率
式中ω rs=2πfrs, ω rp=2πfrp别离为串臂、并臂谐振角频率;ω ra=2π fra , ω ap=2π fap别离为串臂、并臂反谐振角频率;为使梯型滤波器的匹配阻抗为线性阻抗R p,串、并臂阻抗应满意 谐振器的频率关系为fap≈frs,f0=frp=fas-f0。在通带频率规模内,Δ f=(fas-frp)/2,将式(4)、(5)代入式(6),可化为 式中一般取为50 Ω。单端对谐振器的静电容可由下式取得
传统的介质滤波器一般具有损耗低、大带宽以及较高的功率接受能力等特色。但其丧命的缺点是体积太大,难以习惯移动电话向微型化方向开展的趋势。而SAW滤波器具有体积小,适合于微型封、一致性好、无须调整的长处。本文以无线通讯体系中移动电话用SAW滤波器(其技能要求为:Tx端中心频率f 0为902.5 MHz,带宽为25 MHz;R x端f 0为947.5 MHz,带宽为25 MHz)为例,介绍梯型结构SAW滤波器的等效电路剖析,并给出规划成果。
SAW是在压电基片资料外表发生并传达,且振幅跟着深化基片资料的深度添加而敏捷削减的一种弹性波。SAW滤波器的根本结构是在具有压电特性的基片资料抛光面上制造两个声电换能器-叉指换能器(Interdigital Transducer,IDT),别离用作发射换能器和接纳换能器,如图1所示[1, 2]。
图4中C0为静电容,C1、L1别离为动态电容、动态电感,等效电路疏忽了动态电阻。梯型SAW滤波器根本结构如图5所示。
规划单端对谐振器时,使并臂谐振器的反谐振频率与串臂谐振器的谐振频率相同。其间frp、fap、frs、fas别离为并臂、串臂谐振器的谐振频率和反谐振频率。依据梯型滤波器传输函数截止条件可知,串臂谐振器阻抗Zs和并臂谐振器阻抗ZP性质相一起,构成阻带;Zs、ZP性质相反,且Zs/ZP-1时,构成通带;Zs/ZP-1时,构成过渡带;Zs/ZP=-1时的频率点为截止频率。
发射换能器将RF信号转化为声外表波,在基片外表上传达,通过必定的推迟后,接纳换能器将声信号转化为电信号输出。滤波进程是在电到声和声到电的转化中完成,所以能将SAW滤波器等效为一个两端口的无源网络,如图2所示。图中H1(ω)是发射(或输入)叉指换能器IDT1的频率响应, H2(ω)是接纳(或输出)叉指换能器IDT2的频率响应, H3 (ω)是SAW在两叉指换能器间的传输特性。设声外表波的波速是Vs,因为Vs对错色散性的,明显H3(ω)可等效为一个具有必定延时t0的全通时延网络。若输入和输出叉指换能器中心间的间隔为L,则有
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