无线系统用SAW器件(上)

SAW(表面声波)器件是专门解决大量无线系统需求的器件。为了满足这些需求，全世界60多家公司每年生产10亿个SAW器件。本文描述SAW技术和典型应用。SAW器件分类SAW器件可分为四类：第1类包括线性谐振器和谐振器-滤波器器件，例如移动/无线收发器用的两路和四路天线收发转换开关、前端和级间耦合用RF滤波器、一路和两路传呼机用谐振器—滤波器、医疗报警发射器用谐振器和谐振器—滤波器、汽车无键锁用谐振器和谐振器—滤波器、车库门开启器用谐振器固定频率或可调谐振荡器电路等。第2类包括用单向叉指式变换器(IDT)的线性器件，例如移…     

国外简讯

38.9MHz SAW滤波器 最近美国Thomson—ICS公司推出了用于高清晰度电视的FBH865型视频旁带解调SAW滤波器,其中心频率为38.9MHz;通带波纹为±0.25dB;群延迟变化为±20ns;邻信道抑制达50dB。滤波器备有24个管脚的双列直插式封装外壳(DIP)。器件适用于普通的电视广播系统。     

声表面波谐振器传播状态的ANSYS仿真

为描述声表面波的传播状态,利用ANSYS软件对声表面波(SAW)谐振器进行了仿真。在对声表面波产生机理和SAW谐振器工作原理分析的基础上,建立了SAW谐振器仿真模型,讨论了网格划分不同对仿真结果精度的影响,得出了在每个SAW波长尺寸内划分30～40个网格可以得到较精确的仿真结果。对不同长度声孔径的声表面波谐振器进行了仿真分析,得出了声表面波只在固体表面1～2个波长深度范围内传播的仿真效果图,与理论分析有很好的一致性。最后对IDT/ZnO/金刚石/Si结构的声表面波器件进行了仿真,得出该结构声表面波器件SAW传播速度与ZnO的厚度成反比,其大小是IDT/ZnO结构器件SAW传播速度的2～3倍。     

SAW MSK匹配滤波器及其应用

SAW器件能在较宽频率范围内高速工作,因而,近年来人们希望将其用作以扩频通讯为主的信号处理器件.本文在理论和实验方面研究了采用因频带能量集中性优良而引人注目的最小移频键控(MSK)调制方式的MSK匹配滤波器的构成法及特性,此器件应用了SAW抽头延迟线.给出了电极图形的形成法,说明了其脉冲响应、频率响应和相关特性,并依据实验结果及其模拟,介绍了通过调整抽头间隔来改善因SAW传播速度不均匀所导致的振幅畸变的方法.这种器件的一个较大的优点是:尽管结构简单,但是,仅用一个器件便可对MSK扩频调制和相关检波等进行信号处理,因此,可简化通讯系统的结构.作为其应用一例,我们试制了用这种器件进行扩频调制、并通过相关检波进行解调的系统,表明了由于结构简单故可用于扩频通讯这一事实,并确认了此器件的实用性.     

一种声表面波器件的新型晶圆级封装技术

总结了声表面波(SAW)器件传统封装技术中存在的问题,提出了一种SAW器件新型晶圆级封装技术。采用一种有机物干膜,分别经两次压膜、曝光和显影完成了对SAW芯片在划片前的封装,并用实验进行了验证。实验结果表明,本技术具有在不改变叉指换能器(IDT)质量负载的情况下同时具备吸声的功能,改善器件的带外抑制能力,增强了产品的一致性和可靠性。本技术在SAW器件的封装方面有广阔的应用前景。     

SAW器件叉指换能器δ函数模型的改进

通过对传统SAW器件的叉指换能器(IDT)的δ函数模型进行分析,研究了δ函数模型的改进方法。将一根叉指指条分解成若干个边长为αik的正方形,并把这个正方形而不是整根叉指条看成一个独立声波激发源,表示为基本δ函数单元,这可引入叉指指条宽度及耦合孔径等影响SAW器件性能的因素,仿真分析及实验结果表明,改进后的δ函数模型更适合对变迹加权后的IDT进行精确计算。     

两通道声表面波全光纤声光调制器的研究

研制了一种新型的两通道声表面波(SAW)全光纤声光调制器,建立了多通道声波与光纤中光导波相互作用的耦合模方程并求出其解。SAW全光纤声光器件由两通道SAW器件和单模光纤构成。光纤嵌入SAW器件,光纤中的光导波被声表面波调制,由于两个通道中的SAW具有不同的中心频率,所以光纤中的光导波可以被具有不同频率的两个通道的SAW同时调制。测试了器件,实现了全光纤相干调制解调。     

声表面波低损耗滤波器的换能器结构

一、前言 声表面波(SAW)器件以它的独特优点已广泛用于军事、民品电子设备中,由于常规的叉指换能器(IDT)结构,SAW是双向传播的,存在6db的固有传播损耗。如果IDT与外部负载匹配以实现最小的插入损耗,则三次渡越回波抑制只有12db,使幅度和相位波动大到不能使用,通常解决的办法是使IDT失配增大插入损耗来降低三次渡越信号。不用任何办法设计出的常规SAW滤波器插入损耗在20db左右,在中频范围内,在电路中加一级     

SAW传感器及其在无源标识器中的应用

声表面波（SAW）器件作为信号处理器在现代扩频技术中已获得广泛的应用，推动了信号保密、抗干扰技术在通信、雷达、电子对抗等军用电子系统中的应用。然而，随着信息技术的深入发展，作为模拟技术的SAW技术，在信号处理领域依然展示着其实时强大的信号处理能力，同时在信息敏感方面也展现出卓越的优势，如其灵敏度高、直接频率和相位输出、多参量综合信号转换能力、性能稳定、无源低功耗、工艺简单且与半导体工艺兼容易于实现片上集成等特点，在多种物理、化学、生物传感器系统获得应用，广受重视。近年来，随着SAW器件工作频率提高到GHz以上，使得集信息敏感与信号处理、信号传输于一体的单芯片SAW无源标识器（SAW IDT）技术在多种SAW传感器系统获得广泛的应用，成为当今SAW和传感器两个技术领域的一个新发展亮点。本文基于信息敏感的角度对SAW传感器的理论、设计、结构、系统研究方向，在无源标识器（IDT）应用军方面进行了探讨。     

推陈出新,创办高水平的《学报》品牌——庆贺《军医进修学院学报》创刊30周年

电子束光刻(EBL)具有高的分辨率,能制备具有亚微米尺寸的声表面波(SAW)器件.一种采用EBL技术制备用于气体传感器的具有亚微米尺寸的SAW延迟线的方法:首先利用EBL在压电衬底上获得叉指换能器(IDT)的电子抗蚀剂图形;然后用剥离工艺制作出IDT电极.通过邻近效应校正和提高场拼接精度,制作的叉指电极具有一致性,电极形貌好.相对于干法刻蚀工艺,剥离工艺避免了对压电衬底表面的物理损伤.该技术为实现特征尺寸达到百纳米级的更高工作频率SAW器件的制造提供了很好的途径.     

国外简讯

在高清晰度的卫星电视系统中成功地使用了两个由SAW器件构成的子系统;滤波子系统和鉴频子系统.前者由两个SAW滤波器构成,其作用是在超高频中频段(UIF)把亮度和色度信号分入Y和C通道;后者由两个SAW延迟线构成,作用是解调亮度和色度调频信号.过去使用LC滤波器,要通过异常复杂的调谐过程才能获得平滑的幅度和线     

基于施密特正交化的降噪多载波相关延迟键控混沌通信系统

为解决传统相关延迟键控(CDSK)混沌通信系统存在的误码(BER)性能差的问题,该文提出一种基于施密特正交化的降噪多载波相关延迟键控(NR-MC-CDSK)混沌通信系统。在发送端,利用施密特正交化算法产生N组完全正交的混沌载波,并复制P次作为参考信号,与N个信息信号叠加进行传输,并利用多载波技术,复用每帧信号传输MN个用户信息。在接收端,将信号经匹配滤波器解调,然后通过滑动平均滤波器降噪,并进行相关解调。推导了系统在加性高斯白噪声(AWGN)信道和多径Rayleigh衰落信道中的BER公式并进行了仿真分析,结果表明系统的BER性能优于众多多载波混沌通信系统,数据传输速率也相较CDSK系统有明显提升,为该系统在实际通信系统中的应用提供了理论依据,并显示了较强的应用价值。     

基于施密特正交化的降噪多载波相关延迟键控混沌通信系统

为解决传统相关延迟键控(CDSK)混沌通信系统存在的误码(BER)性能差的问题,该文提出一种基于施密特正交化的降噪多载波相关延迟键控(NR-MC-CDSK)混沌通信系统.在发送端,利用施密特正交化算法产生N组完全正交的混沌载波,并复制P次作为参考信号,与N个信息信号叠加进行传输,并利用多载波技术,复用每帧信号传输MN个用户信息.在接收端,将信号经匹配滤波器解调,然后通过滑动平均滤波器降噪,并进行相关解调.推导了系统在加性高斯白噪声(AWGN)信道和多径Rayleigh衰落信道中的BER公式并进行了仿真分析,结果表明系统的BER性能优于众多多载波混沌通信系统,数据传输速率也相较CDSK系统有明显提升,为该系统在实际通信系统中的应用提供了理论依据,并显示了较强的应用价值.     

ZnO/IDT/金刚石结构SAW滤波器的设计和制作

传统材料制备的声表面波(SAW)滤波器的中心频率f大多位于较低的频段(f<500 MHz),但是无线通信频段逐渐向着高频化的方向发展,因此在SAW器件领域中引入高声速材料如金刚石以提高中心频率成为一种必然趋势。基于金刚石材料、采用ZnO/IDT/金刚石新型结构,设计了交错叉指结构和镜像阻抗连接结构的叉指换能器(IDT)参数。通过优化的工艺制备流程,获得了金刚石SAW滤波器样品。最后采用RF探针台对样品进行了性能测试和数据分析。测试结果表明制备的SAW滤波器样品的测试结果与理论值比较符合,交错叉指结构滤波器获得了很低的插损,镜像阻抗连接结构滤波器有效地提高了带外抑制度。样品IDT指宽2μm,SAW滤波器中心频率可达0.775 GHz。     

AlN/PZT复合压电薄膜层SAW激励与传播研究

该文在单晶硅基底上设计了AlN/PZT复合压电薄膜层声表面波(SAW)器件,采用有限元法(FEM)研究了复合压电材料厚度(PZT厚度h_PZT和AlN厚度h_AlN)对AlN/IDT/PZT/Si结构中零阶、一阶SAW的相速度、机电耦合系数和电极反射系数的影响,根据色散特性得到最优化薄膜厚度。结果表明,AlN/IDT/PZT/Si结构中,当h_PZT =0.025λ,h_AlN=λ时,零阶、一阶SAW都能取得最高相速度(分别为5 582 m/s和5 711 m/s),适用于高频器件设计;在h_PZT=0.2λ,h_AlN=0.1λ时,零阶SAW波的机电耦合系数最大(为21.55%),但此时相速度最小(仅为2 890 m/s),适用于移动通信领域宽带低损耗SAW滤波器和延迟线结构信号处理器件的设计。     

正交多用户CD-DCSK方案的设计及性能分析

为了进一步提升现有多用户混沌键控系统的信息传输速率和误码率(BER) 性能,该文提出一种正交多用户CD-DCSK(OMU-CD-DCSK)系统。该系统在差分混沌移位键控(DCSK)的基础上结合了相关延迟移位键控(CDSK),每个时隙中利用正交的Walsh码序列可以传输N bit的多用户信息,然后通过正交调制技术进一步提升传输速率。在接收端,采用滑动平均滤波器降低噪声方差,改善误码性能,之后进行相关解调即可恢复多用户信息比特。推导了多径瑞利衰落信道下系统的理论BER,并通过蒙特卡罗仿真实验进行了验证。此外,还定义了系统的综合效用,用于评估混沌系统的综合性能。与其他混沌键控系统相比,OMU-CD-DCSK的综合性能有明显优势,因此具有较好的实用价值。     

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。     

金刚石SAW滤波器的设计和制作

通信系统向高频的发展趋势使声表面波(SAW)滤波器技术面临着越来越多的挑战。利用传统材料制作SAW滤波器的中心频率很难达到GHz频段,因此探索在高声速材料基础上制作SAW滤波器成为一种必然趋势。基于高声速材料金刚石设计了IDT/ZnO/金刚石结构的薄膜SAW滤波器,设计了镜像阻抗连接IDT的结构参数,并采用ADS软件对该结构进行了建模仿真。然后,通过ZnO薄膜制备工艺和IDT电极制备工艺,获得了金刚石SAW滤波器样品。最后,采用RF探针台对所制得的样品进行了性能测试和数据分析。测试结果表明,在金刚石厚膜衬底上获得了频率超过1 GHz的SAW滤波器样品。     

通信元器件

IDT PCI Express计时解决方案IDT推出PCI Express(PCIe)计时解决方案,包括扇出缓冲器、零延迟缓冲器、时钟和抖动衰减器。所有这些器件均符合PCIe规范1.0(第一代)和/或2.0(第二代)。IDT PCIe器件适用于服务器、存储、通信和消费市场,涵盖需要设计和生产一流的基于PCIe产品的全部基于计时的产品。     

提高声表面波传感器检测精度的方法

在利用声表面波(SAW)进行检测的系统中,回波相位解调的相位模糊严重影响检测精度。针对延迟线型声表面波温度传感器,理论分析表明,结合时延测量和相位测量的解调方法可唯一确定待测量;实验证明,在温度变化较大的范围内,该方法能解决相位模糊问题,检测精度可达0.5℃。