聲表面波技術(shù)是六十年代末期才發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，它是聲學(xué)和電子學(xué)相結(jié)合的一門(mén)邊緣學(xué)科。

SAW, Surface Acoustic Wave, 聲表面波，簡(jiǎn)稱(chēng)聲表，用這個(gè)技術(shù)做的濾波器稱(chēng)之為聲表濾波器，即SAWF（SAW Filter）

聲表面波技術(shù)的發(fā)展相當(dāng)迅猛，其應(yīng)用領(lǐng)域從最開(kāi)始的軍用雷達(dá)發(fā)展到現(xiàn)在幾乎遍及整個(gè)無(wú)線電通訊，特別是移動(dòng)通訊技術(shù)的高速發(fā)展，更進(jìn)一步地推動(dòng)了聲表面波技術(shù)的發(fā)展。

聲表面波濾波器（SAWF）是利用壓電陶瓷、鈦酸鋇晶體、鈮酸鋰、石英等，具有壓電效應(yīng)的材料制成，是利用壓電晶體振蕩器材料的壓電效應(yīng)和聲表面波傳播的物理特性制成的一種換能式無(wú)源帶通濾波器。

當(dāng)晶體受到機(jī)械作用時(shí)，產(chǎn)生與壓力成正比的電場(chǎng)現(xiàn)象。具有壓電效應(yīng)的晶體，在受到電信號(hào)的作用時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生彈性形變而發(fā)出機(jī)械聲波，就可以把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲信號(hào)。

這種聲波只在晶體表面?zhèn)鞑?，因此稱(chēng)之為聲表面波。

SAW濾波器主要參數(shù)及定義

**封裝：** LCCC（無(wú)引線陶瓷芯片載體）表面貼裝的形式（體積最小的產(chǎn)品僅為2.5*2mm，重約22mg。）

**中心頻率：** 給定相對(duì)插入損耗（比如 –３ｄＢ）電平的兩個(gè)截止頻率值的算術(shù)平均值。

**通帶寬度（帶寬）：** 給定相對(duì)插入損耗電平的兩個(gè)截止頻率間的頻率間隔。

**通帶波紋：** 指通帶內(nèi)規(guī)定頻域的最大損耗之間的差值。對(duì)于聲表面波濾波器，還給出了一個(gè)通帶波紋的概念，定義為平頂通帶內(nèi)最大的兩個(gè)相鄰峰和谷之間的損耗差值。

**阻帶抑制：** 在給定頻帶內(nèi)器件的最大電平抑制能力。

**矩形系數(shù)：** 指兩個(gè)規(guī)定的損耗值所確定的頻帶寬度之比，未特別指明時(shí)，可用４０ｄＢ帶寬與３ｄＢ帶寬之比來(lái)量度。

群時(shí)延 ：在規(guī)定通帶范圍內(nèi)，群延時(shí)的最大差值。

**插入損耗：** 在指定頻段內(nèi)（通帶）所帶來(lái)的電平降低值，通常以dB或者dBc表示。

早期SAW濾波器的插入損耗較大，一般在15dB以上，這對(duì)于要求低功耗的通信設(shè)備特別是接收前端是無(wú)法接受的。為滿足現(xiàn)代通信系統(tǒng)以及其它用途的要求，人們通過(guò)開(kāi)發(fā)高性能的壓電材料和改進(jìn)IDT設(shè)計(jì)，使器件的插入損耗降低到3～4dB，最低可達(dá)1dB。

當(dāng)壓電基材選定之后，SAW濾波器的工作頻率則由IDT電極條寬度所決定，IDT電極條愈窄，頻率愈高。采用半導(dǎo)體0.350.42μm級(jí)的精細(xì)加工工藝，可制作出23GHz的SAW濾波器。

某920MHz頻帶的SAW濾波器參數(shù)表

SAW濾波器特性

**1、性能穩(wěn)定：** 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，不易老化。

**2、使用方便：** 裝配時(shí)只需插入和焊接即可，無(wú)需調(diào)節(jié)等其他操作。

**3、選擇性好：** 選擇性一般可以達(dá)到140dB左右，可確保圖像的清晰度。

**4、頻帶寬：** 動(dòng)態(tài)范圍大，并且中心頻率不受信號(hào)強(qiáng)度的影響，能確保圖像、彩電、聲音的正常傳輸，不會(huì)相互干擾。

**5、插入損耗較大：** 使用時(shí)需在前級(jí)加寬頻帶放大器，以補(bǔ)償插入損耗。

SAW聲表濾波器的特性，正適應(yīng)了現(xiàn)代通信系統(tǒng)設(shè)備以及移動(dòng)通訊輕薄短小化和高頻化、數(shù)字化、高性能、高可靠性等方面的要求。

但是SAW聲表濾波器也有其 不足之處 ：所需基片材料價(jià)格昂貴，另外對(duì)基片的定向、切割、研磨、拋光和制造工藝要求高，受到基片結(jié)晶工藝苛刻和制造精度要求嚴(yán)的影響。

SAW濾波器內(nèi)部結(jié)構(gòu)

SAW濾波器內(nèi)部結(jié)構(gòu)是在具有壓電特性的基片材料拋光面上制作兩個(gè)聲電換能器－叉指換能器（Interdigital Transducer，IDT），分別用作發(fā)射換能器和接收換能器。

表面波濾波器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖及符號(hào)如上圖所示。

它是以石英、鈮酸鋰或釬鈦酸鉛等壓電晶體為基片，經(jīng)表面拋光后在其上蒸發(fā)一層金屬膜，通過(guò)光刻工藝制成兩組具有能量轉(zhuǎn)換功能的交叉指型的金屬電極，分別稱(chēng)為輸入叉指換能器和輸出叉指換能器。

當(dāng)輸入叉指換能器接上交流電壓信號(hào)時(shí)，壓電晶體基片的表面就產(chǎn)生振動(dòng)，并激發(fā)出與外加信號(hào)同頻率的聲波，此聲波主要沒(méi)著基片的表面的與叉指電極升起的方向傳播，故稱(chēng)為聲表面波

其中一個(gè)方向的聲波被除數(shù)吸聲材料吸收，別一方向的聲波則傳送到輸出叉指換能器，被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。

在聲表面波濾波器中，信號(hào)先后經(jīng)過(guò)電-聲和聲-電的兩次轉(zhuǎn)換，由于基片的壓電效應(yīng)，則叉指換能器具有選頻特性。

顯然，兩個(gè)叉指換能器的共同作用，使聲表面波濾波器的選頻特性較為理想。下圖為聲表面波濾波器的幅頻特性。