聲表濾波器（Surface Acoustic Wave, SAW Filter）是一種利用聲表面波傳播特性進行信號處理的電子元件。憑借其高選擇性、體積小、穩定性好等優點，聲表濾波器在無線通信、電視廣播、雷達系統等領域得到了廣泛應用。本文將介紹聲表濾波器的工作原理，并通過詳細的應用實例展示其在各個領域中的應用情況。

工作原理

基本結構

聲表濾波器通常由一個壓電基底（如石英、鈮酸鋰等）和兩個金屬電極陣列（即輸入和輸出換能器）組成。壓電基底能夠將電信號轉換為機械波（聲波），并反之亦然。

輸入信號轉換

當輸入電信號加到輸入換能器時，輸入換能器會將電信號轉換成聲表面波。這個轉換過程依賴于壓電效應，即電信號在壓電基底上產生機械應變，從而生成聲表面波。

聲波傳播

聲表面波在壓電基底的表面傳播。通過調節電極的間距和排列，可以控制聲波的頻率響應特性，實現特定頻段的濾波效果。

輸出信號轉換

聲波到達輸出換能器后，再次通過壓電效應將聲波轉換回電信號。聲波在傳播過程中只保留特定頻段的成分，輸出信號便完成了濾波過程。

應用實例

1. 無線通信設備

移動電話

• 應用場景：用于射頻前端模塊中的濾波器。
• 具體頻率：GSM、WCDMA、LTE 等移動通信頻段（700 MHz - 2600 MHz）。
• 參數：
  • 中心頻率：900 MHz（例如 GSM 頻段）
  • 帶寬：35 MHz
  • 插入損耗：< 2 dB
  • 帶外抑制：> 40 dB

Wi-Fi 設備

• 應用場景：用于 2.4 GHz 和 5 GHz 頻段的 Wi-Fi 信號過濾。
• 具體頻率：2.4 GHz 和 5 GHz。
• 參數：
  • 中心頻率：2.45 GHz（例如 2.4 GHz 頻段）
  • 帶寬：80 MHz
  • 插入損耗：< 1.5 dB
  • 帶外抑制：> 45 dB

2. 電視廣播

數字電視接收器

• 應用場景：用于選擇和過濾特定頻道的信號。
• 具體頻率：UHF 頻段（470 MHz - 862 MHz）。
• 參數：
  • 中心頻率：600 MHz
  • 帶寬：8 MHz
  • 插入損耗：< 3 dB
  • 帶外抑制：> 50 dB

3. 雷達系統

航空雷達

• 應用場景：用于處理回波信號，幫助檢測和分析目標物的位置和速度。
• 具體頻率：X 波段（8 GHz - 12 GHz）。
• 參數：
  • 中心頻率：10 GHz
  • 帶寬：200 MHz
  • 插入損耗：< 2 dB
  • 帶外抑制：> 60 dB

4. 頻率合成器

通信基站

• 應用場景：用于產生穩定的頻率信號。
• 具體頻率：1 GHz。
• 參數：
  • 中心頻率：1 GHz
  • 帶寬：10 MHz
  • 插入損耗：< 1 dB
  • 帶外抑制：> 70 dB

5. GPS 接收器

• 應用場景：用于過濾 GPS 信號中的噪聲和干擾。
• 具體頻率：L1 頻段（1575.42 MHz）。
• 參數：
  • 中心頻率：1575.42 MHz
  • 帶寬：2 MHz
  • 插入損耗：< 1 dB
  • 帶外抑制：> 50 dB

6. 無線麥克風

• 應用場景：用于選擇和過濾無線音頻信號，減少干擾。
• 具體頻率：UHF 頻段（600 MHz - 800 MHz）。
• 參數：
  • 中心頻率：700 MHz
  • 帶寬：10 MHz
  • 插入損耗：< 2 dB
  • 帶外抑制：> 40 dB

聲表濾波器通過其獨特的工作原理和優良的性能，在現代電子設備中扮演著關鍵角色。從無線通信設備到電視廣播、雷達系統和 GPS 接收器，聲表濾波器的應用領域廣泛且多樣。其高選擇性、體積小、穩定性好的特點，使其在信號處理和濾波場景中具有不可替代的地位。FCom富士晶振為不同應用提供可多樣化的聲表濾波器選擇，并以穩定的品質和深得客戶的好評。