SAW濾波器的原理、制造及應用

SAW是表面聲波器件的英文縮寫，它是一種利用表面聲波（Surface Acoustic Wave）原理的電子器件。SAW器件可以將電信號轉換為表面聲波，使其在表面傳播，并通過反向轉換將其轉換回電信號。SAW器件的主要用途是頻率濾波器，它可以用于無線通信、雷達、電視、音頻等領域。

SAW濾波器是一種常見的聲波濾波器，它可以將特定頻率的聲波信號從混合信號中分離出來。SAW濾波器利用表面聲波的傳輸特性，通過設定合適的諧振頻率和帶寬來實現濾波功能。下面將介紹如何將SAW制作成聲波濾波器。

1、SAW濾波器基本原理

SAW濾波器的基本原理是利用聲波在晶體中傳播時的反射和干涉效應。當一個電壓信號通過輸入電極施加在SAW器件上時，它會激發出一系列表面聲波，并在晶體中傳播。這些表面聲波在晶體中傳播時，會受到晶體結構的影響，因此它們的傳播速度和頻率都會隨著晶體結構的變化而變化。當聲波到達晶體的反射點時，會被反射回來，并與反射點處的新聲波干涉，從而形成一個駐波。這個駐波的頻率取決于晶體的幾何尺寸和材料特性。

SAW濾波器利用這種駐波的形成來實現濾波功能。具體來說，它會在晶體表面上制造一系列反射點，這些反射點會反射出特定頻率的聲波，并與入射聲波干涉。通過調整反射點的位置和數量，可以實現特定的頻率響應。

2、制造SAW濾波器的基本步驟

制造SAW濾波器的基本步驟包括以下幾個方面：

（1）選擇晶體材料

SAW濾波器的制造需要使用晶體材料，常用的材料有石英、鋰鉭酸鋰、LiNbO3等。不同的晶體材料具有不同的特性，如機械剛度、聲學速度、衰減系數等，需要根據具體的應用要求來選擇。

（2）制造反射柵

反射柵是SAW濾波器的核心部件，它由一系列周期性的金屬條組成，用于反射聲波。反射柵的制造需要使用光刻技術和金屬蒸鍍技術，具體步驟如下：

①在晶體表面涂覆一層光刻膠，然后在上面曝光，形成反射柵的圖案。

②將晶體浸泡在顯影液中，使未曝光區域的光刻膠被溶解掉。

③使用金屬蒸鍍技術，在晶體表面上鍍上一層金屬，形成反射柵。

（3）制造輸入輸出電極

輸入輸出電極是將電信號轉換成聲波信號和將聲波信號轉換成電信號的部件，它們需要連接到反射柵上。輸入輸出電極的制造需要使用金屬蒸鍍技術和光刻技術，具體步驟如下：

①在晶體表面涂覆一層光刻膠，然后在上面曝光，形成輸入輸出電極的圖案。

②將晶體浸泡在顯影液中，使未曝光區域的光刻膠被溶解掉。

③使用金屬蒸鍍技術，在晶體表面上鍍上一層金屬，形成輸入輸出電極。

（4）封裝和測試

將反射柵和輸入輸出電極封裝在一個金屬盒子中，形成SAW濾波器。然后進行測試，包括頻率響應、帶寬、衰減等性能指標的測試。

3、SAW濾波器的應用

SAW濾波器具有高品質因數、低損耗、高可靠性、體積小等優點，因此在無線通信、雷達、電視、音頻等領域都有廣泛應用。

（1）無線通信

在無線通信中，SAW濾波器主要用于頻率選擇性放大器（FSA）和頻率合成器（PLL）等模塊中，用于濾除雜散信號和保證信號質量。SAW濾波器還可以用于調制解調器（Modem）中，用于濾除噪聲和保證信號的穩定性。

（2）雷達

在雷達中，SAW濾波器主要用于接收機中，用于濾除雜散信號和保證目標信號的清晰度。由于SAW濾波器具有高品質因數和低損耗的特點，所以在雷達中也有廣泛的應用。

（3）電視

在電視中，SAW濾波器主要用于調制解調器中，用于濾除雜散信號和保證圖像的清晰度。SAW濾波器還可以用于音頻處理中，用于濾除噪聲和提高音頻質量。

（4）音頻

在音頻領域，SAW濾波器主要用于音頻處理中，用于濾除噪聲和提高音頻質量。SAW濾波器可以用于音頻放大器中，用于濾除雜散信號和保證音頻的清晰度。

總之，SAW濾波器是一種重要的聲波濾波器，它利用表面聲波的傳輸特性，通過設定合適的諧振頻率和帶寬來實現濾波功能。SAW濾波器具有高品質因數、低損耗、高可靠性、體積小等優點，在無線通信、雷達、電視、音頻等領域都有廣泛應用。