声表滤波器：从GSM到5G，现代电子的隐形英雄

声表滤波器（Surface Acoustic Wave, SAW Filter）是一种利用声表面波传播特性进行信号处理的电子元件。凭借其高选择性、体积小、稳定性好等优点，声表滤波器在无线通信、电视广播、雷达系统等领域得到了广泛应用。本文将介绍声表滤波器的工作原理，并通过详细的应用实例展示其在各个领域中的应用情况。

 

工作原理

基本结构

声表滤波器通常由一个压电基底（如石英、铌酸锂等）和两个金属电极阵列（即输入和输出换能器）组成。压电基底能够将电信号转换为机械波（声波），并反之亦然。

 

输入信号转换

当输入电信号加到输入换能器时，输入换能器会将电信号转换成声表面波。这个转换过程依赖于压电效应，即电信号在压电基底上产生机械应变，从而生成声表面波。

 

声波传播

声表面波在压电基底的表面传播。通过调节电极的间距和排列，可以控制声波的频率响应特性，实现特定频段的滤波效果。

 

输出信号转换

声波到达输出换能器后，再次通过压电效应将声波转换回电信号。声波在传播过程中只保留特定频段的成分，输出信号便完成了滤波过程。

 

应用实例

1. 无线通信设备

移动电话

• 应用场景：用于射频前端模块中的滤波器。
• 具体频率：GSM、WCDMA、LTE 等移动通信频段（700 MHz - 2600 MHz）。
• 参数：
  • 中心频率：900 MHz（例如 GSM 频段）
  • 带宽：35 MHz
  • 插入损耗：< 2 dB
  • 带外抑制：> 40 dB

 

Wi-Fi 设备

• 应用场景：用于 2.4 GHz 和 5 GHz 频段的 Wi-Fi 信号过滤。
• 具体频率：2.4 GHz 和 5 GHz。
• 参数：
  • 中心频率：2.45 GHz（例如 2.4 GHz 频段）
  • 带宽：80 MHz
  • 插入损耗：< 1.5 dB
  • 带外抑制：> 45 dB

 

 

2. 电视广播

数字电视接收器

• 应用场景：用于选择和过滤特定频道的信号。
• 具体频率：UHF 频段（470 MHz - 862 MHz）。
• 参数：
  • 中心频率：600 MHz
  • 带宽：8 MHz
  • 插入损耗：< 3 dB
  • 带外抑制：> 50 dB

 

 

3. 雷达系统

航空雷达

• 应用场景：用于处理回波信号，帮助检测和分析目标物的位置和速度。
• 具体频率：X 波段（8 GHz - 12 GHz）。
• 参数：
  • 中心频率：10 GHz
  • 带宽：200 MHz
  • 插入损耗：< 2 dB
  • 带外抑制：> 60 dB

 

 

4. 频率合成器

通信基站

• 应用场景：用于产生稳定的频率信号。
• 具体频率：1 GHz。
• 参数：
  • 中心频率：1 GHz
  • 带宽：10 MHz
  • 插入损耗：< 1 dB
  • 带外抑制：> 70 dB

 

 

5. GPS 接收器

• 应用场景：用于过滤 GPS 信号中的噪声和干扰。
• 具体频率：L1 频段（1575.42 MHz）。
• 参数：
  • 中心频率：1575.42 MHz
  • 带宽：2 MHz
  • 插入损耗：< 1 dB
  • 带外抑制：> 50 dB

 

 

6. 无线麦克风

• 应用场景：用于选择和过滤无线音频信号，减少干扰。
• 具体频率：UHF 频段（600 MHz - 800 MHz）。
• 参数：
  • 中心频率：700 MHz
  • 带宽：10 MHz
  • 插入损耗：< 2 dB
  • 带外抑制：> 40 dB

 

声表滤波器通过其独特的工作原理和优良的性能，在现代电子设备中扮演着关键角色。从无线通信设备到电视广播、雷达系统和 GPS 接收器，声表滤波器的应用领域广泛且多样。其高选择性、体积小、稳定性好的特点，使其在信号处理和滤波场景中具有不可替代的地位。FCom富士晶振为不同应用提供可多样化的声表滤波器选择，并以稳定的品质和深得客户的好评。