声表面波器件在民用电子设备中的应用

声表面波(SAW)器件具有许多独特的优点,自六十年代中期问世以来,不仅成为先进军事电子设备不可缺少的关键器件,而且也成为高中档民用电子设备的重要器件.本文着重介绍SAW器件在广播电视接收机、电视发射机、调频广播接收机等民用电子设备中的应用,并对民用SAW器件及其在应用中的有关问题作了简要的论述.     

SAW器件用100毫米LiTaO_3单晶片

采用LiTaO_3单晶基片的SAW器件,自1977年首次实现电视用SAWIF滤波器的商品化以来,对以SAWIF滤波器和VTR用SAW振子为中心的SAW器件的需求量迅速增加.图1为全世界民用SAW器件的生产发展和对今后需求量的预测.     

声表面波民用滤波器(一)

声表面波器件除了用于雷达、通讯和电子对抗的军用设备以外,近年来又开始广泛地用于民用电子设备中.声表面波滤波器是民用电子设备中用得最多、最广泛的声表面波器件.比较成功的如用于电视接收机的电视中频滤波器,立体声收音机、录音机的10.7MHz滤波器,电视发射机的残余边带滤波器,电视图象解调器的奈氏滤波器,电视差转机的滤波器,频道显示系统的梳齿状滤波器,电视微波接力系统的滤波器和电缆电视滤波器等.据报导,目前全世界每年生产各类声表面波滤波器的数量已达数千万件以上.为使广大读者更进一步了解其发展趋势,本刊就声表面波民用滤波器的国外发展概况以及这类滤波器的特点、原理及应用情况等安排了一个技术讲座.将连续发表有关文章.     

国外简讯

1979年3月在美国得州创立的一家公司自誉是声表面波(SAW)器件市场的主要竞争者。这个RF Monolithics(RFM)公司的目标是使SAW谐振器和选择性高,损耗低的VHF和UHF滤波器进入民用市场。 该公司现任总经理Hartmann负责研制了两种基本的SAW器件:低损耗SAW滤波器和SAW谐振器。该公司的第一批研制项目之一是为美国联帮电信委员会(FCC)研制高级电视调谐器用的SAW器件。该项目的胜利完成引起了其他制造商的兴趣,因而FCC又与该公司签订了一个即将完成的延续合同,以研制高性能的谐振器和滤波器和性能有所改善的简易接收机。     

声表面波滤波器对电视和移动通信设备小型化 高性能化的贡献

很久以前,声表面波是作为一种瑞利波在地震领域得以研究。后来,它从应用于军用脉冲压缩雷达中开始发展起来。1975年,SAW滤波器用于FM调谐器的中频10.7MHz实现了商品化,这是SAW滤波器在民用电子设备中最早的应用。接着用作电视的图象中频滤波器,也实现了商品化。由于这种器件可获得电路的小型化,无调整化以及高性能,因此LC滤波器的大部分被SAW滤波器所取代。特别是随着最近微细加工技术的发展,SAW滤波器作为直播卫星设备、袖珍电话机、无码电话、汽车电话以及通信机的RF滤波器或是IF滤波器,已开始使用。作为信息传播介质使用的电波,随着最近信息量的增大而迅速地向高频发展。为此人们对SAW滤波器寄予很大的期望。     

军用和宇航用的SAW滤波器

引言 声表面波(SAW)器件在民用和军用设备中的应用与日俱增,它体积小、结构牢固、频率范围宽、民用性强,所以十分适用于信号处理领域。本世纪七十年代初期,SAW技术的进展集中体现在用于脉冲压缩雷达系统的色散延迟线上,随着后来设计和制作工艺的改进,又研制成功了带通滤波器、谐振器和混合器件。     

声表面波器件的历史

本论文对雷利波或声表面波（SAW）在及其在电子学中应用的器件的发展进行了历史的综述,声表面波最初由于脉冲压缩雷达的需要而产生、发展,从1965年起,并随着平面叉指换能器的产生而有了现实应用,传感的确定使大量的各种各样的器件得到发展。无源SAW器件如今已无所不在。其应用包括从专业雷达、通信系统到消费领域。如：电视、寻呼机和移动电话。本论文广阔叙述了有关SAW在晶体介质中的传播研究,特别是1970年以来的研究,包括压电耦合衍射和温度效应,这使得人们发现了几种合适的材料,同时许多器件开始发展,包括脉冲压缩滤波器、带通滤波器、谐振器、振荡器、卷积器及用于展宽频谱的滤波器,在20世纪70年代,其中的许多器件在专业体系中发展确立,其中SAW带通滤波器已成为民用电视的标准元件。在20世纪80年代和90年代,SAW迎合了低损耗滤波器的要求,特别是对于手机。随着900MHz左右的射频要求2dB损耗的要求（后来已经实现）,大量新的技术产生了。此外,为了减少频宽器件积,采用了特殊的技术,以生产中频滤波器。这些器件已被大量生产。为了满足此种需要,新品种的表面滤特别是横向漏波被研究出来,此外使用这种波的材料现在已经独立于传统材料而拥有自己的位置。     

利用声表面波器件实现跳频波形

声表面波(SAW)器件在战术通信设备中的应用颇广,这类器件已用来实现诸如带通滤波、延迟、匹配滤波、调制等信号处理功能及其他各种功能。 本文就利用SAW技术实现跳频(FH)合成器的几种途径作一简单介绍。其中包括SAW线性调频脉冲(Chirp)滤波器混频的FH合成器,SAW抽头延迟线实现的FH波形,SAW振荡器实现的FH波形,以及SAW滤波器直接合成FH波形。     

日本SAW器件的应用现状及未来趋势

10年前日本便开始了SAW器件的大量生产.首先是TV-IF级用的横向滤波器,接着4年后就是用于录像机RF—转换器的SAW谐振器.至今日本SAW器件的年产量达100万件,总产量已达500万件.本文评述了日本日益扩大且大有潜力的SAW的应用市场.SAW器件的主要市场之一是电视相关产品,如立体声或双声道电视、CATV(共用天线)转换器、卫星TV调谐器以及高清晰度电视机.另一个市场是电讯系统,如播叫器、无塞绳电话、单元式电话及家用安全装置.由于目前日本无线电法的放宽,预计电讯市场将迅速地发展.在日本,SAW器件的开发不仅注重于设计技术,而且更注重于材料的改进.本文将讨论已开发的SAW基片及上述领域中应用的SAW器件功能和前景.     

文摘选辑

1 声表面波技术 001 通讯用SAW器件——Smith PM.Can J Electr Eng,1990,15(3):97—100 SAW器件市场现在已超过1亿美元。作者介绍了对不同的SAW器件结构的评述,并概括了它们的特性,然后说明了一些与通讯工业有关的应用,包括普通的通带滤波器、Nyquist滤波器、时钟恢复滤波器和插件标定及傅立叶变换等。     

文摘选辑

(一)声表面波技术106 日本的SAW材料与器件——(柴山乾夫)《Ferroelectrics》421—4(1982)153—9介绍目前用于SAW器件的材料,包括石英、LiNbO_3、LiTaO_3,陶瓷和层状结构,以及这些材料在各种滤波器结构中的应用.还介绍了不同频率下叉指换能器的体波和表面波激励性能的全息显示.(宗)107 GaAs SAW延迟温度系数——(Webster K.T.)《1981 Ultras.Symp.Proc.》360—3     

弹性表面波用LiTaO_3单晶

因为弹性表面波(简称SAW)器件具有容易实现小形、轻量、高频率的优点,所以近几年进行了大量研究,目前进入实用阶段的器件也多起来了.因为其中的电视图象中频滤波器(TV-PIF滤波器)具有毋需调整、元件数量少、省工等优点,所以也增加了在各种电视机中的用量.     

文摘选辑

一、声表面波技术 118 SAW器件的最新动向——Watanabe T.:NEC Res.Dev.,1988;(88)1—11 介绍了高性能SAW器件研制的最新技术动向,发现了温度系数极小的SAW器件用晶体切割面,制成了可导出最佳解(为获得所期望的频响特性)的计算机辅助设计工具,探明了器件微型化工艺极限。采用电子束注入法试制了光纤通讯系统用3.99GHz定时滤波器,文章还介绍了其他一些SAW器件的应用。     

民用电子设备用的SAW器件

本文介绍了SAW技术的近况及其在民用电子设备上的应用。     

卫星广播接收机用的SAW滤波器

超高频(SHF)广播可使各家庭中的接收机直接具有以往需由卫星中继地面站来完成的功能.对于接收机来说,最重要的是高性能、体小量轻和价格低廉.鉴于这种情况,我们通过在左右接收机性能的第2IF滤波器中使用 SAW器件从而使接收机实用化获得成功.IF SAW滤波器的具有优良的频率特性,它毋需调整便可获得非常小的振幅和相位波动,并且体积小、可靠性高.本文介绍日本卫星广播接收机用的SAW滤波器和北美地区接收系统用的SAW滤波器.     

声表面波器件

作为声表面波(SAW)技术的应用实例,本文描述了滤波器和信号处理器件的现状.文章特别提到,可将波控制在表面的电极构成法和微细加工技术的进步与SAW器件的发展背景密切相关,今后的目标之一就是期待SAW器件能以其模拟信号处理功能与数字器件并存发展.     

汽车电话用低损耗高性能SAW滤波器

低损耗、高性能800MHzSAW滤波器已在汽车电话天线共用器中获得了成功的应用。这种SAW滤波器具有十分低的插入损耗(2dB左右)、锐截止频率响应和高旁瓣抑制(>50dB)等优良性能,并大幅度减小了天线共用器的体积。本文综述了国外该器件的研制状况,介绍了典型的器件结构、性能及应用。文章还结合国内外汽车电子化的发展趋势,展望了高性能SAW器件在此领域的应用前景。     

声表面波技术的新应用领域及其国际市场预测

本文简述声表面波(SAW)技术在电视、广播系统和数据处理及数字通讯中的新应用领域,着重叙述它在电子识别系统中的应用.文中指出,由于SAW技术进入电子识别领域,SAW器件的世界销售额到1995年可望达10亿美元.     

声表面波技术与电子战

本文介绍SAW器件在电子战(EW)系统中的应用。以声表面波滤波器组为核心的信道化接收机可以实现宽频的信道化接收和100%的截获概率(POI),可广泛应用于电子侦察(ELINT);以声表面波Chirp器件为核心的压缩接收机可有数百兆赫的带宽和2MHz—25kHz的频率分辨率,可以用于电子侦察和通信侦察,采用合适的结构亦可获得100%的POI。文章叙述了各种声表面波器件及声表面波声光(AO)器件在ESM、ECM、ECCM中的其它应用。文中还简单介绍了我所为EW研制的SAW器件。     

声表面波器件在CO_2相干激光雷达信号处理中的应用

本文通过对CO_2相干激光雷达信号和声表面波(SAW)器件特性的分析,提出了CO_2相干激光雷达信号处理的两个技术方案:一方面,可单独用窄带的多通道滤波器组实现频谱分析;另一方面,为减少通道数目,可以用较宽带的多通道滤波器组与SAW傅里叶变换器组合实现;还讨论了SAW色散延迟线和谐振器在CO_2相干激光雷达系统中的应用。最后对国内SAW器件的研究和生产的现状作了概括。