SAW滤波器的原理、制造及应用

SAW是表面声波器件的英文缩写，它是一种利用表面声波（Surface Acoustic Wave）原理的电子器件。SAW器件可以将电信号转换为表面声波，使其在表面传播，并通过反向转换将其转换回电信号。SAW器件的主要用途是频率滤波器，它可以用于无线通信、雷达、电视、音频等领域。

SAW滤波器是一种常见的声波滤波器，它可以将特定频率的声波信号从混合信号中分离出来。SAW滤波器利用表面声波的传输特性，通过设定合适的谐振频率和带宽来实现滤波功能。下面将介绍如何将SAW制作成声波滤波器。

1、SAW滤波器基本原理

SAW滤波器的基本原理是利用声波在晶体中传播时的反射和干涉效应。当一个电压信号通过输入电极施加在SAW器件上时，它会激发出一系列表面声波，并在晶体中传播。这些表面声波在晶体中传播时，会受到晶体结构的影响，因此它们的传播速度和频率都会随着晶体结构的变化而变化。当声波到达晶体的反射点时，会被反射回来，并与反射点处的新声波干涉，从而形成一个驻波。这个驻波的频率取决于晶体的几何尺寸和材料特性。

SAW滤波器利用这种驻波的形成来实现滤波功能。具体来说，它会在晶体表面上制造一系列反射点，这些反射点会反射出特定频率的声波，并与入射声波干涉。通过调整反射点的位置和数量，可以实现特定的频率响应。

2、制造SAW滤波器的基本步骤

制造SAW滤波器的基本步骤包括以下几个方面：

（1）选择晶体材料

SAW滤波器的制造需要使用晶体材料，常用的材料有石英、锂钽酸锂、LiNbO3等。不同的晶体材料具有不同的特性，如机械刚度、声学速度、衰减系数等，需要根据具体的应用要求来选择。

（2）制造反射栅

反射栅是SAW滤波器的核心部件，它由一系列周期性的金属条组成，用于反射声波。反射栅的制造需要使用光刻技术和金属蒸镀技术，具体步骤如下：

①在晶体表面涂覆一层光刻胶，然后在上面曝光，形成反射栅的图案。

②将晶体浸泡在显影液中，使未曝光区域的光刻胶被溶解掉。

③使用金属蒸镀技术，在晶体表面上镀上一层金属，形成反射栅。

（3）制造输入输出电极

输入输出电极是将电信号转换成声波信号和将声波信号转换成电信号的部件，它们需要连接到反射栅上。输入输出电极的制造需要使用金属蒸镀技术和光刻技术，具体步骤如下：

①在晶体表面涂覆一层光刻胶，然后在上面曝光，形成输入输出电极的图案。

②将晶体浸泡在显影液中，使未曝光区域的光刻胶被溶解掉。

③使用金属蒸镀技术，在晶体表面上镀上一层金属，形成输入输出电极。

（4）封装和测试

将反射栅和输入输出电极封装在一个金属盒子中，形成SAW滤波器。然后进行测试，包括频率响应、带宽、衰减等性能指标的测试。

3、SAW滤波器的应用

SAW滤波器具有高品质因数、低损耗、高可靠性、体积小等优点，因此在无线通信、雷达、电视、音频等领域都有广泛应用。

（1）无线通信

在无线通信中，SAW滤波器主要用于频率选择性放大器（FSA）和频率合成器（PLL）等模块中，用于滤除杂散信号和保证信号质量。SAW滤波器还可以用于调制解调器（Modem）中，用于滤除噪声和保证信号的稳定性。

（2）雷达

在雷达中，SAW滤波器主要用于接收机中，用于滤除杂散信号和保证目标信号的清晰度。由于SAW滤波器具有高品质因数和低损耗的特点，所以在雷达中也有广泛的应用。

（3）电视

在电视中，SAW滤波器主要用于调制解调器中，用于滤除杂散信号和保证图像的清晰度。SAW滤波器还可以用于音频处理中，用于滤除噪声和提高音频质量。

（4）音频

在音频领域，SAW滤波器主要用于音频处理中，用于滤除噪声和提高音频质量。SAW滤波器可以用于音频放大器中，用于滤除杂散信号和保证音频的清晰度。

总之，SAW滤波器是一种重要的声波滤波器，它利用表面声波的传输特性，通过设定合适的谐振频率和带宽来实现滤波功能。SAW滤波器具有高品质因数、低损耗、高可靠性、体积小等优点，在无线通信、雷达、电视、音频等领域都有广泛应用。