声表面波 插指换能器结构图
声表面波滤波器原理和应用
声表面波滤波器原理及应用1.声表面波滤波器（SAWF）的结构和工作原理声表面波滤波器（SAWF）是利用压电材料的压电效应和声特性来工作的。
具有压电效应的材料能起到换能器的作用，它可以将电能转换成机械能，反之亦然。
压电效应包括正压电效应和反压电效应。
所谓正压电效应是指压电材料受力变形产生电荷，因而产生电场的效应，即由机械能转换为电能，反压电效应是指压电材料在外加电场的作用下，产生机械形变的效应，也即由电能转换为机械能。
声表面波滤波器（SAWF）的结构如图2—12所示。
这种滤波器的基片是由压电材料（如铌酸锂或石英晶体）制成，在基片上蒸镀两组“叉指电极”，一般由金属薄膜用光刻工艺刻成。
左侧接信号源的一组称为发送换能器，右侧接负载的一组称为接收换能器，图中a、b分别为电极宽度和极间距离，W为相邻叉指对的重叠长度，称为“叉指孔径”。
当交变的电信号u s 加到发送换能器的两个电极上时，通过反压电效应，基片材料就会产生弹性形变，这个随信号变化的弹性波，即“声表面波”，它将沿着垂直于电极轴向（图中x方向）向两个方向传播，一个方向的声表面波被左侧的吸声材料吸收，另一方向的声表面波则传送到接收换能器，由正压电效应产生了电信号，再送到负载R L。
但叉指换能器的形状不同时，滤波器对不同频率信号的传送与衰减能力就会不一样。
图2—12 声表面波滤波器结构示意图为了简便起见，仅分析“均匀”型叉指换能器的频率特性。
所谓“均匀”型就是指图2—12中各叉指对的参数a、b、W 都相同，设换能器有n+1个电极，并把换能器分为n节或N个周期（N=n/2），各电极将激发出相同数量的声表面波，声表面波的波长由指装点基的宽度a和间隔b决定，声表面波的频率与传播速度有关，其自然谐振频率（或机械谐振频率）为v是声表面波的传播速度，约为3×103m/s，比光速小很多，比声速高9倍多。
在f0一定，速度v低时（a+b）就可以小，所以声表面波器件的尺寸可以做得很小，但f0很低，则（a+b）就增大，SAWF的尺寸就增大，因此它适合工作在高频或超高频段。
声表面波气体传感器器件的设计
第28卷第2期2006年4月舰 船 科 学 技 术SH I P SC I E NCE AND TECHNOLOGY Vol .28,No .2Ap r .,2006文章编号:1672-7649(2006)02-0072-04声表面波气体传感器器件的设计付曙霞,杨震夏(中国船舶重工集团公司第七一八研究所,河北邯郸056027)摘 要: 论述了声表面波气体传感器器件的结构设计及设计参数的选择,设计了ST 和AT 不同切向的石英晶体材料做压电基片材料的3种振荡器,通过电性能参数的测试,比较了3种振荡器的性能优劣。
关键词: 声表面波;气体传感器;振荡器中图分类号: TP212 文献标识码: AThe desi gn of surface acousti ce wave chem i ca l ga s sen sorF U Shu 2xia,Y ANG Zhen 2xia(The 718Research I nstitute of CSI C,Handan 056027,China )Abstract: The paper studied the effects of the S AW che m ical warfare detect or πs designing .ST quartz and AT quartz were used f or substrate of three types of S AW oscillat ors .The oscillat ors are designed,fabri 2cated and tested .W e selected the op ti m ized S AW oscillat ors t o be S AW devices thr ough experi m ents .Key words: surface acoustice wave;che m ical gas sens or;oscillat or收稿日期:2006-03-200 引 言声表面波(S AW )气体传感器是一种将声表面技术与电子技术结合起来的新型传感器,它将非电量信息的气体转化为声表面波振荡器频率的变化,比一般用电压、电流输出的传感器的测量精度高,且不需要A /D 转换而直接用于数据处理,实现传感器的实时监测和智能化[1,2]。
声表面波器件
32
8.5 声表面波传感器的应用
Vibration and Acceleration SAW Sensor Torque SAW Sensor Flow SAW Sensor SAW Gyroscope Liquid SAW Sensor Gas SAW Sensor Applications of SAW Device in Automobile
第12页/共50页
11
4. SAW技术应用与器件
目前SAW技术的应用已涉及地震学、天文学、 雷达通讯及广播电视中的信号处理、航空航天、 石油勘探、无损检测、识别定位和传感器等许多 学科领域。随着电子学、声学、微平面工艺的飞 速发展，SAW技术的发展也越来越迅速，目前已 成为电子、超声领域最为活跃的学科分支之一。
限幅输出
对数
放
放大
大
RSSI
A/D 转换
数据处理 中心
带通
功放
滤波
开关
带通 滤波
70MHz 晶振
混频器
图7-11 发射接收系统框图
第29页/共50页
28
SAW传感器信号检测
arctan
A cos(0t)
90°功分器
A1 cos(0t) I 低通滤波
Q 低通滤波
A1 sin(0t)
B1 cos(0t i )
第13页/共50页
12
5. SAW器件材料
SAW器件的特性在很大程度上是由压电基片材 料决定的，一般描述SAW器件材料的性能指标有： 机电耦合系数，延时温度系数，相速度、各向异性 因子、插入与传播损耗、密度、弹性模量与杨氏模 量等。
第14页/共50页
13
目前使用的SAW基片材料主要有： 压电单晶：石英（SiO2）、铌酸锂(LiNbO3)、钽酸锂 （LiTaO3）、铌酸钾（KNbO3）等，重复性好、可靠性高、 传播损耗小 ，一般它们是各向异性材料 ，难以同时满足机电 耦合系数高，而温度系数又要小的要求； 压电陶瓷：机电耦合系数最大 ，一致性差 ，工作频率受到多 晶晶粒大小和晶粒间界状况、内部气孔大小的限制，一般只适 宜作低频器件。 压电薄膜：如ZnO ，表面波传播特性由压电薄膜和衬底的特 性共同决定，它可以很方便的与半导体电子器件集成为单片器 件，使声表面波信号处理器件或传感器与外围电路集成化
声表面波相关叉指换能器的半物理仿真
１７(
１３):
１４１７
Ｇ
１４２０．
１９６５ 年 生. 杭 州 电 子 科 技 大 学 机 械 工 程 学 院 教 授.EＧma
i
l:
New Mi
c
r
omi
xe
r wi
t
h He
l
i
c
a
l Mi
c
r
o
channe
land
普通 叉 指 换 能 器 (
i
n
t
e
r
Ｇ
d
i
i
t
a
lt
r
ansduc
e
r,
IDT)
g
[
１４] CORTES
ＧQUIROZ C A,AZARBADEGAN A,
ZANGENEH M．Ef
f
e
c
to
fChanne
lAspe
c
tRa
t
i
o
o
f３
ＧD TＧmi
xe
ronF
l
ow Pa
t
t
e
r
nsandConve
c
t
i
ve
Mi
x
i
ngf
o
ra Wi
de Rangeo
f Reyno
l
ds Numbe
r
Re
s
e
a
r
chonI
t
s Nume
r
i
c
a
lF
l
声表面波滤波器封装
声表面波滤波器封装在集成至模块过程中，声表面波元件必须要经受高达100 bar的压强，这就要求采用新的封装技术。
为了让声表面波元件中的声表面波在无干扰情况下传播，封装中的芯片表面上方要有一个空腔。
一般说来，在2 GHz滤波器中用于将电信号转换成声波的叉指换能器由铝镀层组成（厚度为150 nm，宽度小于500 nm）。
为避免腐蚀，这些结构必须能够防潮（可以在芯片上加一层非常薄的钝化层，或者采用气密封装），同时还必须要耐高温、显著的温度变化以及高湿空气。
体声波（BAW）以及薄膜体声波谐振器（FBAR）元件也需要具有空腔的封装。
之前专为声表面波滤波器开发的封装技术现亦为体声波元件沿用。
以前，声表面波元件总是直接焊接在手机电路板上的。
不过现在，声表面波滤波器越来越多地被集成到模块中，而各种各样的模块则用于手机。
以下为一些典型实例：•含有超过两个滤波器及其阻抗匹配元件的滤波器组•包含滤波器、开关以及匹配元件的前端模块，多见于GSM应用•含有收发集成电路、滤波器以及匹配元件的收发模块•带双工器的功放（PAiD）模块LTCC或FR4基片常用于模块中。
LTCC基片可集成数十个无源元件，而声表面波滤波器、其它无源元件和半导体则安装在基片上表面。
然后，使用金属帽盖、顶部密封（Glob Top）或包膜工艺对模块加以密封。
在传递模塑期间，当温度高达180℃时，最高可产生100 bar的压强。
声表面波滤波器封装内的空腔因此必须足够坚固，以承受高达10 N/mm2的压强。
模块中采用的声表面波元件必须不仅能适应挤出成型工艺，还必须具有占用面积小和插入高度低的特点。
从金属封装到CSSP最初，声表面波元件采用的是气密金属封装技术，焊线在外接端子和芯片之间起连接的作用。
在表面贴装技术面市后，便采用了具有扁平焊接引脚的陶瓷封装。
然而，陶瓷封装与焊线的组合却难以实现低于3 × 3 mm2的封装面积以及低于1 mm的插入高度。
声表面波传感器课件
在各个异性固体材料中 传播的声波
【表面波的基本理论】
表面波的类型
瑞 利 波
电 声 波
乐 甫 波
瑞 利 型 波
【表面波的基本理论】
ES (1 S ) S (1 S )(1 2S )
vs
E
2S (1 S )
vl ——纵波速度，m/s; vs ——横波速度，m/s; Es——表面波材料的弹性模量，Pa； S ——表面波材料的泊松比； S ——表面波材料的质量密度，kg/m3
弹性模量：弹性形变中，正应力和正应变的比值； 泊松比：横向应变与纵向应变之比。
声表面波是英国物理学家瑞利（Rayleigh）在19 世纪80 年代研究地震波的过程中偶尔发现的一种 能量集中于地表面传播的声波。
1965年，美国的怀特（R.M.White）和沃尔特默 （F.W.Voltmer）发表题为“一种新型声表面波 声——电转化器”的论文，取得声表面波技术的 关键性突破，能在压电材料表面激励声表面波的 金属叉指换能器 IDT的发明，大大加速了声表面 波技术的发展，使这门年轻的学科逐步发展成为 一门新兴的、声学和电子学相结合的边缘学科。
，它由若干淀积在压电衬底材料上
的金属膜电极组成，这些电机条互
相交叉放置，两端由汇流条连在一
起，其形状如同交叉平放的两排手
指，故称为均匀(或非色散)叉指换
能器。叉指周期T=2a+2b。两相邻
电极构成一电极对，其相互重叠的
长度为有效指长，即换能器的孔径，
记为W。若换能器的各电极对重叠
《传感器技术》教学课件第6章
当晶体受到沿y轴方向的压力作用时，晶体的变形如图6-4 （c）所示。与图6-4（b）情况相似，P1增大，P2、P3减小。在x 轴上出现电荷，它的极性为x轴正向为正电荷。在y轴方向上仍 不出现电荷。
如果沿z轴方向施加作用力，因为晶体在x方向和y方向所产 生的形变完全相同，所以正负电荷重心保持重合，电偶极矩矢 量和等于零。这表明沿z轴方向施加作用力，晶体不会产生压电 效应。
a、b——晶体切片的长度和厚度。
电荷qx和qy的符号由受压力还是受拉力决定。
15
上述讨论假设晶体沿x轴和y轴方向受到的是压力， 当晶体沿x轴和y轴方向受到拉力作用时，同样有压电效
应，只是电荷的极性将随之改变。石英晶片上电荷极性 与受力方向的关系如图6-3所示。
图6-3 晶体切片上电荷极性与受力方向的关系
在自然界中大多数晶体都具有压电效应，但压 电效应十分微弱。随着对材料的深入研究，发现石 英晶体、钛酸钡、锆钛酸铅等材料是性能优良的压 电材料。
7
表6-1 常用压电材料的性能参数
8
6.1.1 压电晶体
以石英晶体为例，它是单晶体中具有代表性同时也是应用 最广泛的一种压电晶体，化学式为SiO2。图6-2（a）表示了天 然结构的石英晶体外形是一个正六面体。
当压电元件受外力作用时，两表面产生等量的正、负电荷Q， 压电元件的开路电压（认为其负载电阻为无限大）U为：
压电常数 压电效应强弱：灵敏度 弹性常数（刚度） 固有频率、动态特性 介电常数 固有电容、频率下限 机电耦合系数 机电转换效率 电阻 泄漏电荷、改善低频特性 居里点 丧失压电性的温度
6
压电材料可以分为两大类：压电晶体和压电陶 瓷。压电材料要求具有大的压电系数，机械强度高， 刚度大，具有高电阻率、大介电系数和高居里点， 温度、湿度和时间稳定性好等特点。
声表面波滤波器的叉指换能器技术演进概述
声表面波滤波器的叉指换能器技术演进概述声表面波（SAW）滤波器因具有带外抑制性好、体积小等特点，广泛应用于移动通信领域。
文章首先介绍了SAW滤波器的工作原理；然后从专利申请角度对国内外SAW滤波器发展状况进行梳理；随后从SAW滤波器的叉指换能器电极结构对SAW滤波器中的关键技术进行了分析；最后，对SAW滤波器的发展进行了总结。
标签：声表面波；滤波器；叉指换能器引言声表面波是一种沿物体表面传播的弹性波，SAW技术在雷达、广播电视等领域获得广泛应用[1]。
然后随着移动通信飞速发展，SAW器件的需求急剧增长，声表面波技术越来越得到重视。
随着制造技术的发展，SAW器件性能的优越性越来越凸显，因其频率响应平坦、体积小等优点而得到广泛的应用[2]，随着SAW 滤波器的广泛应用，对其性能要求也越来越高，由此使SAW滤波器技术迅猛发展。
1 SAW滤波器国内外的发展状况作者对历年来SAW滤波器的国内外专利申请进行了梳理，如图1所示。
从全球专利申请量来看，在20世纪80年代中后期，由于电视、卫星通信的发展，SAW滤波器技术随之发展，出现了第一次专利申请峰值；随后在90年代中后期，随着移动通信的发展，SAW滤波器因其体积小、损耗低被大量应用于手机等通讯设备中，其专利申请量出现第二次峰值，但随着SAW滤波器技术的日趋完善，全球SAW滤波器的相关专利申请从2005年左右开始有下降趋势。
从国内专利申请量来看，国内SAW滤波器技术从上世纪90年代开始发展，在20世纪末到21世纪初，SAW滤波器技术在国内开始迅速发展，但由于国内整体起步较晚，技术发展相对较慢，因此近年来在SAW滤波器技术方面的国内专利申请量依然保持平稳发展态势。
2 SAW滤波器的IDT电极技术发展及关键技术SAW滤波器的主要组成有输入输出IDT电极和压电基片，与SAW滤波器性能密切相关的因素即是IDT电极的设计，因此，文章从IDT电极设计这一技术分支分析了SAW滤波器的技术发展路线。
声表面波
以伴有电场分布的弹性波形式在压电基底介质中沿表面传播出去。这一表面波传到压电介质的另一 端时，被另一个叉指换能器接收，再转换成电信号。这样，就在同一个压电基底上完成了电-声-电 的转换过程。 在此过程中， 如果对信号进行加工处理,就构成声表面波器件,由此而形成声表面波技术。 声表面波技术的特点是：①声波比电磁波的传播速度要小 5 个数量级；在相同频率下，波长也短 5 个数量级，因而器件体积将大大缩小；②信号的转换和传递是在压电晶体表面进行的，因而采用半 导体平面工艺就可以制做器件。此外，信号的提取，注入和加工处理也很方便。
声表面波
深圳市思在固体半空间表面存在的一种沿表面传播，能量集中于表面附近的弹性波。声表面波又称为表面声 波。 1885 年，英国物理学家 J.W.瑞利从理论上预言，在各向同性均匀固体表面存在声表面波，故 又称为瑞利波。声表面波的传播速度 Vs 满足瑞利方程
压电晶体本身是换能介质，在传播声表面波的压电晶体表面可以制做电声换能器，使电能和声能互 相转换。叉指换能器（图 2[ 叉指换能器结构]）能有效地产生和接收声表面波。这种换能器是在一 仔细取向和抛光的压电晶体表面上沉积两组互相交错分布的、梳状的金属条带(叉指)，每组叉指跟 一个称之为汇流条的金属条相连接。通过汇流条把电信号加在这两组叉指上，就会产生以一对叉指 间隔为周期的电场分布。通过电声耦合，即产生一个弹性应变的分布。它激发固体质点的振动，并
以上内容源自：
式中 V1 和 Vt 分别为固体中纵波和横波的传播速度。对于实际的固体，声表面波的传播速度比横波 速度约慢 10％。这时，表面波的传播是非频散的。它的质点振动位移有两个相位差为 90 的分量： 一个垂直于表面,另一个顺着表面内波的传播方向。 它们的幅度随着深度的加深， 虽不一定是单调的， 但最终将趋向于零（图 1[ 各向同性均匀固体中声表面波]）。由图可见，当深度在几个波长以后， 其幅度就已很小。 在自然现象中，如在地震时，就存在声表面波。在超声技术领域，它最初用作声 延迟线和用于检测表面缺陷等方面。但由于激发和检测表面波比较复杂，其应用受到一定限制。 声 表面波不仅可以在各向同性均匀固体中传播， 而且也可以在不均匀的 （如分层的） 固体介质中传播。 不过，这时它是频散的，并且有多种模式。 在各向异性介质（如晶体）中，也可能存在声表面波，但由于介质的各向异性，其传播特性随表面 的取向和传播方向而不同，而质点振动一般有三个分量。对于均匀的晶体，其传播也是非频散的。 1965 年，人们发现，在具有压电性的晶体上声表面波也可以传播。由于存在压电性，在电声之间存 在耦合。在这种波传播时，不仅有力学质点的振动，而且电场分布也随之传播。这时，在晶体半空 间内电场最终也随深度趋向于零。同时，在界面另一边的真空中，也有电场传播，并随对表面距离 的增加而逐步减小； 如果在压电晶体表面沉积上一层很薄的良导体 （金属膜） 就会使表面电场短路， 从而降低声表面波的速度。前者称为自由表面，后者称为金属化表面。
声音 解剖图
朗诵与说话声音的关系朗诵与说话声音的关系作者野狼朗诵是语言的艺术，所以朗诵与人的说话的声音关系非常的密切，这里我们着重的探讨它们之间的关系，这只是个人的见解，仅供参考。
1.声音的形成物体在震动的时候产生声波，每秒震动的次数叫波的频率（单位是赫兹），震动的强弱叫振幅。
一般人可以听到的频率是从大约40------20k（k代表1000）。
这就是我们听到的声音。
（超过这个频率的为超声波，我们听不到的）声音的频率越高我们感觉的音调越高，振幅越大我们感觉的声音越大。
人们对同等振幅的不同频率的声音的音量感受程度是不一样的，在极高与极低的频率上我们听感的音量在减弱。
在很高的频率我们的感觉是声音的透明度在增强，在很低的频率上，我们的感觉是胸部的压迫感在增强。
高频率的声音也就是高音听感的方向性较强，而较低的声音方向感明显减弱。
这是人耳的听觉与声音的关系。
物体震动发出的声音的频率不是单一的，是许多频率的组合。
在听感上我们感觉决定声音的音调高低的频率的声波，为基波也叫基音，决定了人听感声音的音调高低。
而其他频率的声波我们称为谐波，也叫泛音，比基波高的谐波我们称之为高次谐波（高次泛音），同理比基波低的我们称之为低次谐波（低次泛音）。
谐波是基波偶次倍的为偶次谐波，其余的为奇次谐波。
声音中的基音决定声音的音调，而声音中含泛音的多少与成分决定声音的音色。
高次泛音多的听起来显得明亮，华丽，透明度提高，低次泛音多的听起来显得浑厚，粗重。
而偶次谐波多的听感上增加美感，奇次谐波使人听感上刺耳。
（顺便说及的在网上有些人不会调节音量，往往将音量调的很大，由于超过了放大器的动态范围而产生消波失真，这时会产生大量的奇次谐波，使人听起来很刺耳。
）这也就说明了，不同的人在说话唱歌的时候如果是一样的基波也就是一样的音高，但听起来音色不一样，有的明亮华丽，有的浑厚的原因。
为了说明人的发音，我们先来谈下面一些问题，那就是，我们知道，绷紧一条弦叫它震动可以发音，如提琴，弦越紧声音越高，弦越短，声音越高，但它自身发出的声音的音量是很小的，但在声音传输的过程中可以产生共振，使声音大大的加强，提琴的箱体就是共振用的，小号与唢呐的喇叭管也是起这个作用的。
超声波发声器和换能器简介PPT课件
可编辑课件
12
发生器与换能器的匹配
超声波发生器与换能器匹配包括两个方面：
• 一是通过匹配使发生器向换能器输出额定的电功 率，这是由于发生器需要一个最佳的负载才能输 出额定功率所致，把换能器的阻抗变换成最佳负 载，也即阻抗变换作用。
• 二是通过匹配使发生器输出效率最高，这是由于 换能器有静电抗的原因，造成工作频率上的输出 电压和电流有一定相位差，从而使输出功率得不 到期望的最大输出，使发生器输出效率降低，因 此在发生器输出端并上或串上一个相反的抗，使 发生器负载为纯电阻，也即调谐作用。
超声波发生器
超声波发生器实质上是一个功 率发生器，它产生一定频率的正弦 信号，通过电缆联结线传导给换能 器，换能器再将超声波发生器提供 的电信号转换为机械振动。
可编辑课件
1
• 超声波发生器是一种用于产生并向超声换 能器提供超声能量使之工作于谐振频率的 装置，根据其激励方式可分为两种：一种 是他激式，一种是自激式。
可编辑课件
13
感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
可编辑课件
9
电路设计是设计中重要的一部分，发生 器逆变电源部分的电路以及主电路开关器 件的选择不同，需要有不同的逆变器主电 路、驱动电路、采样电路、启动电路、保 护电路的具体设计方案应该具有如下功能：
1 良好的匹配电路，能保证发生器提供给换 能器足够的电功率，并使电功率最有效率 的转换为声能。
2 频率自适应功能。因为换能器自身的机械 谐振频率对负载改变、发热以及其它外界 影响较为敏感，它们的变化会引起换能器 谐振频率变化，导致系统的振动失谐、振 幅降低。
可编辑课件
11
3 功率自适应功能。在工作过程中，隶望输 出功率能自动随着负载的变化而变化，比 较理想的状态是发生器的输出电压一定， 输出功率在空载时最小，当负载增加时输 出功率也随之增加，这样有利于超声设备 的工作，这可以通过分析超声换能器的负 载特性，选择合适的谐振频率点来实现； 另外也可以采用斩波电路，通过改变开关 管的占空比来控制输入到逆变电路的电压， 使占空比随着负载变大而变大，输出功率 便能保持恒定，当发生故障时还可将开关 管关闭。
叉指换能器
叉指换能器所谓叉指换能器，就是在压电基片表面上形成形状像两只手的手指交叉状的金属图案，它的作用是实现声一电换能。
声表面波器件的工作原理是，基片左端的换能器（输入换能器）通过逆压电效应将输入的电信号转变成声信号，此声信号沿基片表面传播，最终由基片右边的换能器（输出换能器）将声信号转变成电信号输出。
整个声表面波器件的功能是通过对在压电基片上传播的声信号进行各种处理，并利用声一电换能器的待性来完成的。
声表面波器件叉指换能器叉指换能器(IDT)是构成声表面波器件最基本的单元，只有对IDT进行准确分析才能预计声表面波器件的响应，进而实施器件芯片版图的性能容差可靠性设计及其性能优化设计。
(1) IDT的基本结构声表面波器件的IDT由交替连接在两个汇流条上的多条金属电极组成（基本结构见图9.2）。
由于当频率对应的声波长(A)与IDT周期矗相等时，激励的声表面波最强，其他频率激励的声表面波由于相位相消总幅度很小。
因此，IDT具有频率选择性。
设计不同波长的IDT以得到不同频率的声表面波器件。
(2) IDT的基本模型IDT的基本模型有艿函数模型、脉冲响应模型、等效电路模型、COM模型、P矩阵模型等。
IDT的脉冲响应的形状和它的几何结构之间是时空对应的线性对应关系，因此，设计IDT 时只需将所需频响经反傅里叶变换得出脉冲响应，根据脉冲响应即可得到IDT结构。
用脉冲响应模型描述、分析和设计声表面波器件的IDT最直观。
(3) IDT的加权IDT的加权对于声表面波器件，是采用IDT指条重叠长度和位置的调整实现，加权方式有许多种，其中最基本的加权方式是改变指条重叠长度的变迹加权。
①变迹加权，利用声表面波的激励强度与IDT相邻异极性指条的重叠长度成正比，IDT指长重叠包络与其频率响应之间存在着确定的对应关系，所以可以方便精确地控制加权函数，通过改变IDT中各相邻叉指电极的重叠长度使之符合一定的规律，以实现各种不同的频率特性。
②抽指加权，这种加权函数是变迹加权函数的近似，虽然得到的频率响应不如变迹加权IDT 的理想，但它可以降低衍射和加权损耗。
SAWF(声表面滤波器),特点及用途
什么是SAWF(声表面滤波器),特点及用途(2009-08-01 10:44:52)转载标签：声表滤波器振荡器晶振杂谈什么是SAWF(声表面波滤波器)声表面波滤波器是利用石英、铌酸锂、钛酸钡晶体具有压电效应的性质做成的。
所谓压电效应，即是当晶体受到机械作用时，将产生与压力成正比的电场的现象。
具有压电效应的晶体，在受到电信号的作用时，也会产生弹性形变而发出机械波（声波），即可把电信号转为声信号。
由于这种声波只在晶体表面传播，故称为声表面波。
声表面波滤波器的英文缩写为SAWF，声表面波滤波器具有体积小，重量轻、性能可靠、不需要复杂调整。
在有线电视系统中实现邻频传输的关键器件。
声表面波滤波器的特点是：（1）频率响应平坦，不平坦度仅为±0.3-±0.5dB，群时延±30-±50ns。
（2）SAWF矩形系数好，带外抑制可达40dB以上。
（3）插入损耗虽高达25-30dB，但可以用放大器补偿电平损失。
声表面波滤波器包括声表面波电视图像中频滤波器、电视伴音滤波器、电视频道残留边带滤波器。
声表面波滤波器的典型技术指标如下表所示。
声表面滤波器封装的分类插件型和贴片型(具体的图片如下图声表面波滤波器的应用及发展1 前言声表面波—SAW（SurfaceAcousticWave）就是在压电基片材料表面产生和传播、且振幅随深入基片材料的深度增加而迅速减少的弹性波。
SAW滤波器的基本结构是在具有压电特性的基片材料抛光面上制作两个声电换能器——叉指换能器（IDT）。
它采用半导体集成电路的平面工艺，在压电基片表面蒸镀一定厚度的铝膜，把设计好的两个IDT的掩膜图案，利用光刻方法沉积在基片表面，分别作为输入换能器和输出换能器。
其工作原理是输入换能器将电信号变成声信号，沿晶体表面传播，输出换能器再将接收到的声信号变成电信号输出。
2 SAW滤波器的特点SAW滤波器的主要特点是设计灵活性大、模拟/数字兼容、群延迟时间偏差和频率选择性优良（可选频率范围为10MHz～3GHz）、输入输出阻抗误差小、传输损耗小、抗电磁干扰（EMI）性能好、可靠性高、制作的器件体小量轻，其体积、重量分别是陶瓷介质滤波器的1/40和1/30左右，且能实现多种复杂的功能。
射频滤波器的主要技术路线
1.射频滤波器：射频前端中价值量最大的细分领域1.1 射频滤波器的产品类别手机终端的通信模块主要由天线、射频前端模块、射频收发模块、基带信号处理等组成。
射频前端介于天线和射频收发模块之间，是移动智能终端产品的重要组成部分。
射频前端器件主要包括滤波器(Filters)、低噪声放大器(LNA)、功率放大器(PA)、射频开关(RF Switch)、天线调谐开关(RF Antenna Switch)、双工器(duplexer)等。
其中滤波器的功能是通过电容、电感、电阻等电学元件组合来将特定频率外的信号滤除，保留特定频段内的信号。
目前手机中常用的滤波器产品形态包括（1）声表面波滤波器(Saw Filter，Surface Acoustic Wave Filter)（2）固贴式薄膜体声波滤波器(Baw Filter，SMR Bulk Acoustic Wave Filter)（3）薄膜腔体谐振滤波器(Fbar，Film Bulk Acoustic Resonator)（4）滤波器模组，如DiFEM(分集接受模组，集成射频开关和滤波器)、LFEM（集成射频开关、滤波器及LNA）、FeMid（集成开关、滤波器和双工器）、PaMid（集成多模式多频带PA和FeMid）图1:智能手机通信系统结构示意图资料来源：Wind，国元证券研究中心5G驱动下，射频前端市场到2023年超过2400亿元。
根据Yole数据，2017年全球射频前端市场规模约为150亿美金，预计到2023年射频前端产值将达到350亿美金（折合2434亿元）。
其中，射频滤波器市场规模达225亿美金（折合1565亿元），PA市场规模达70亿美金，射频开关市场达30亿美金，射频Tuner 市场达10亿美金，LNA 市场达6亿美金，毫米波射频模组市场达4.2亿美金。
图2: 射频前端领域各子行业的市场规模资料来源：Yole ， 国元证券研究中心1.2 射频滤波器是射频领域最大的子行业滤波器是射频前端各领域产值占比最高的产品，据Resonant 数据，2020年滤波器占射频前端市场份额将达50%以上。
声表滤波器
声表滤波器声表滤波器简称SAWF或SAW，是利用压电陶瓷、铌酸锂、石英等压电晶体振荡器材料的压电效应和声表面波传播的物理特性制成的一种换能式无源带通滤波器，它用于电视机和录像机的中频输入电路中作选频元件，取代了中频放大器的输入吸收回路和多级调谐回路。
目录∙简介∙原理∙应用∙型号简介声表滤波器是利用石英、铌酸锂、钛酸钡晶体，具有压电效应的材料做成的。
当晶体受到机械作用时，产生与压力成正比的电场的现象。
具有压电效应的晶体，在受到电信号的作用时，也会产生弹性形变而发出机械波（声波），即可把电信号转为声信号。
而这种只在晶体表面传播的声波被称为声表面波。
声表滤波器的结构示意图及符号如图1所示。
声表滤波器有输入叉指换能器和输出叉指换能器。
当输入叉指换能器接上交流电压信号时，压电晶体基片的表面就产生振动，并激发出与外加信号同频率的声波，此声波主要没着基片的表面的与叉指电极升起的方向传播，其中一个方向的声波被除数吸声材料吸收，别一方向的声波则传送到输出叉指换能器，被转换为电信号输出。
图1 声表滤波器结构及符号在声表滤波器中，信号经过电-声-电的两次转换，由于基片的压电效应，则叉指换能器具有选频特性。
显然，两个叉指换能器的共同作用，使声表滤波器的选频特性较为理想。
图2为声表滤波器的幅频特性。
图2 声表滤波器的幅频特性声表滤波器为手机的关键零组件。
声表滤波器的制作可分为晶圆清洗、镀金属膜、上光阻、显影、蚀刻、去光阻、切割、封装、上盖到印刷等相关步骤，具有可大量生产、损耗低及选择性高，适用于各型手机等特点。
声表滤波器可被广泛应用在各种无线通讯系统、电视机、录放影机及全球卫星定位系统接收器上。
型号声表滤波顺的标称频率有37MHZ和38MHZ之分。
常用的有LBN38T1~LBN38T5、LBN38H1~LBN38H5、LB38S1、LBD38M、LBN38-`、LBN38-3、LBN38M112、LSN-37-S、KSN-37T01、CE40050603、F1036C、EX0050XS、HW-2043、F1029、H37MV270、HW2040~HW2043、HW2047、F1026V、F1036F等型号。
声表面波的应用
声表面波传感器的应用一．声表面波简介声表面波（SAW）技术是声学和电子学相结合而形成的一门新兴边缘学科。
在该技术的基础上,现已经成功地研制出声表面波带通滤波器、振荡器、表面波卷积器和传感器等声表面波器件。
由于声表面波器件具有体积小、可靠性高、一致性好以及设计灵活等优点,所以在雷达、通信等领域的研究得到了广泛的应用。
把声表面波技术应用于传感器技术领域在近十年来得到了很大的发展。
目前, 采用技术来研制力、加速度、温度、湿度、气体及电压等一系列新型传感器的工作逐渐成为传感器研究的一个热点。
二．声表面波传感器工作原理SAW传感器构成的识别系统由一个SAW传感器标签、一个带主动式天线的阅读器和一个信号后处理单元组成。
SAW 标签由传感器天线、压电模式、指换能器和经传感器体外编码的反射区组成。
传感器天线接收由远处阅读器发送来的访问电磁脉冲信号,通过叉指换能器转化为声表面波,遇到反射条后形成回波,回波通过叉指换能器重新转化为电磁波并再次通过天线发射出去。
这些回波信号形成了由晶体表面的反射条的数目和位置决定的脉冲序列,它类似于条形码图案,每个脉冲的时间延迟取决于SAW 传播速度。
信号后处理单元对脉冲延迟变进行估计,实时解调出识别码。
天线接收到询问信号后,由IDT将电信号转换为声波信号,声波信号撞击反射区。
反射区位置不同,个数不同,会产生不同的振幅和不同的相位变化。
三．声表面波传感器的应用（1） LiNb03的声表面波应用声表面波器件(SAW)的基本原理是在压电基体上通过光刻的方法制出由相互交叉的电极(一般为铝电极)组成的叉指电极(叉指换能器)，利用基片的压电效应激发起沿着表面层传播的高频超声波，从而实现滤波、延时、脉冲压缩与扩展、卷积等多种电子学功能。
叉指换能器的基本构造如图，换能器的中心频率f0由声表面波的相速vs和电极的周期λ0确定:fo=vs/λ0，即声表面波器件的中心频率和声波的传播速率成正比，与电极的周期成反比，所以提高器件的中心频率主要在于如何提高声表面波的传播速率和缩短电极周期，又因为光刻技术的限制不可能无限制地缩短电极周期，因此当前制作高频声表面波器件的关键在于选择合适的基体材料和不断提高改进基体的晶体质量和提高压电性能，同时降低传输损耗。
声表面波滤波器封装
声表面波滤波器封装在集成至模块过程中，声表面波元件必须要经受高达100 bar的压强，这就要求采用新的封装技术。
为了让声表面波元件中的声表面波在无干扰情况下传播，封装中的芯片表面上方要有一个空腔。
一般说来，在2 GHz滤波器中用于将电信号转换成声波的叉指换能器由铝镀层组成（厚度为150 nm，宽度小于500 nm）。
为避免腐蚀，这些结构必须能够防潮（可以在芯片上加一层非常薄的钝化层，或者采用气密封装），同时还必须要耐高温、显著的温度变化以及高湿空气。
体声波（BAW）以及薄膜体声波谐振器（FBAR）元件也需要具有空腔的封装。
之前专为声表面波滤波器开发的封装技术现亦为体声波元件沿用。
以前，声表面波元件总是直接焊接在手机电路板上的。
不过现在，声表面波滤波器越来越多地被集成到模块中，而各种各样的模块则用于手机。
以下为一些典型实例：∙含有超过两个滤波器及其阻抗匹配元件的滤波器组∙包含滤波器、开关以及匹配元件的前端模块，多见于GSM应用∙含有收发集成电路、滤波器以及匹配元件的收发模块∙带双工器的功放（PAiD）模块LTCC或FR4基片常用于模块中。
LTCC基片可集成数十个无源元件，而声表面波滤波器、其它无源元件和半导体则安装在基片上表面。
然后，使用金属帽盖、顶部密封（Glob Top）或包膜工艺对模块加以密封。
在传递模塑期间，当温度高达180℃时，最高可产生100 bar的压强。
声表面波滤波器封装内的空腔因此必须足够坚固，以承受高达10 N/mm2的压强。
模块中采用的声表面波元件必须不仅能适应挤出成型工艺，还必须具有占用面积小和插入高度低的特点。
从金属封装到CSSP最初，声表面波元件采用的是气密金属封装技术，焊线在外接端子和芯片之间起连接的作用。
在表面贴装技术面市后，便采用了具有扁平焊接引脚的陶瓷封装。
然而，陶瓷封装与焊线的组合却难以实现低于3 × 3 mm2的封装面积以及低于1 mm的插入高度。