聲表面濾波器從73mm--19mm體積,到今天的2×2×0.8mm3體積,從10MHZ--2.5GHZ,聲表面濾波器前些年還沒(méi)有在民用上廣泛使用,一般都是軍用,工業(yè)用,直到2000年代移動(dòng)電話的崛起,才慢慢的廣泛民用,然而現(xiàn)在代科技網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展、手機(jī)智能化,無(wú)線WLAN的迅速發(fā)展,聲表面濾波器將會(huì)廣泛應(yīng)用.
聲表濾波器主導(dǎo)1GHz無(wú)線通信應(yīng)用
以個(gè)人移動(dòng)通信為主的無(wú)線通信迅猛發(fā)展，聲表濾波器的市場(chǎng)需求也相應(yīng)不斷增長(zhǎng)，產(chǎn)量迅速提高。聲表濾波器在尺寸和性能上的優(yōu)勢(shì)明顯，主宰著1GHz及以下頻率范圍的無(wú)線射頻應(yīng)用，廣泛用于射頻級(jí)濾波和中頻級(jí)濾波。
對(duì)于帶外抑制和尺寸大小要求很高的無(wú)線射頻濾波應(yīng)用，聲表濾波器通常是一種具有相當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)力的濾波解決方案。Sawtek Inc.研發(fā)部經(jīng)理Sunder Gopani說(shuō)：“由于移動(dòng)電話的發(fā)射和接收頻帶相當(dāng)靠近，只有聲表濾波器優(yōu)異的帶外抑制性能可以很好地滿足這種應(yīng)用要求。”
GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)是目前中國(guó)個(gè)人移動(dòng)通信的主流，但是CDMA技術(shù)將會(huì)是今后發(fā)展最快的一種技術(shù)。據(jù)Sawtek公司的中國(guó)代理商Sanetronic Company Ltd的Charly Song說(shuō)，該公司正在推廣Sawtek公司的CDMA基站和手機(jī)用聲表濾波器。雖說(shuō)目前中國(guó)市場(chǎng)主要由GSM占領(lǐng)，他們?nèi)栽诨ňθネ茝VCDMA用的聲表濾波器。Charly Song認(rèn)為：CDMA在一、兩年后會(huì)有市場(chǎng)，我們現(xiàn)在正在做前期推廣工作。
由于2.4GHz ISM頻帶的頻率高，生產(chǎn)聲表濾波器的技術(shù)難度相當(dāng)大，目前這個(gè)頻帶的聲表射頻濾波器幾乎沒(méi)人能生產(chǎn)。但是，隨著濾波器設(shè)計(jì)和工藝水平的不斷提高，我們相信生產(chǎn)技術(shù)困難會(huì)在將來(lái)被克服。
與微波陶瓷濾波器不同，聲表濾波器不會(huì)因?yàn)橛∷㈦娐钒宓牟煌谛阅苌嫌忻黠@變化，工作相當(dāng)穩(wěn)定。在信號(hào)處理過(guò)程中，微波陶瓷濾波器整個(gè)器件都在起作用，但聲表濾波器濾波過(guò)程實(shí)際上僅限制在壓電晶體表面幾個(gè)微米深度的范圍內(nèi)。所以，Thomas Baier說(shuō)：“聲表濾波器尺寸縮小的潛力還相當(dāng)大，目前聲表濾波器的外形尺寸受限于封裝技術(shù)，而不是濾波器的結(jié)構(gòu)。”將來(lái)聲表濾波器的尺寸還可縮得更小，例如一個(gè)2GHz的聲表濾波器目前的尺寸是2×2×0.8mm3，將來(lái)底面積可以縮小到1mm2以下。
“將來(lái)的聲表濾波器將從片式和有接合線式的設(shè)計(jì)過(guò)渡到倒裝片式封裝，外形尺寸將進(jìn)一步縮小40%。”Sunder Gopani認(rèn)為。
微波陶瓷濾波器滿足2GHz以上頻率范圍需求
聲表濾波器和微波陶瓷濾波器各有優(yōu)勢(shì)，在將來(lái)都會(huì)有顯著的增長(zhǎng)。但是EPCOS AG的聲表面波器件開(kāi)發(fā)部Thomas Baier博士認(rèn)為：“聲表濾波器的產(chǎn)量仍會(huì)比微波陶瓷濾波器大。聲表濾波器在小型化和集成化方面有更大的潛力。然而微波陶瓷濾波器卻以其理想的器件尺寸為高性能應(yīng)用及2GHz或2GHz以上頻率范圍的無(wú)線通信應(yīng)用提供另一種低價(jià)而高性能的選擇。
Thomas Baier說(shuō)：“對(duì)于1,800 MHz及以上的無(wú)線系統(tǒng)，就通帶附近的帶外抑制和插入損耗而言，微波陶瓷濾波器的性能也相當(dāng)好。”在許多無(wú)線通信系統(tǒng)上，最近幾年微波陶瓷濾波器尺寸縮小所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)超過(guò)了聲表濾波器尺寸的優(yōu)勢(shì)。采用微波陶瓷濾波器，濾波器系統(tǒng)級(jí)數(shù)將減少，線路的總體性能如靈敏度還可以獲得進(jìn)一步改善，而這種采用微波陶瓷濾波器方案的成本只有聲表方案的幾分之一。
在以2.5GHz為中心的頻率區(qū)，聲表濾波器與陶瓷濾波器一樣都可獲得廣泛應(yīng)用，但是，在帶外抑制要求不太嚴(yán)格和功率處理能力大于1.5W的應(yīng)用場(chǎng)合則通常采用陶瓷濾波器。

然而，Thomas Baier博士認(rèn)為：大功率的雙工器和2GHz及以上的頻率范圍通常采用微波陶瓷濾波器。隨著2GHz的移動(dòng)電話系統(tǒng)進(jìn)入市場(chǎng)，微波陶瓷濾波器將以其良好的高頻特性和小型化優(yōu)勢(shì)占領(lǐng)高頻無(wú)線射頻應(yīng)用市場(chǎng)。
對(duì)于GSM系統(tǒng)，功率處理能力已不再是關(guān)鍵所在(至少在GPRS或EDGE系統(tǒng)進(jìn)入實(shí)用以前)。但是，全雙工系統(tǒng)(如CDMA)仍然需要微波陶瓷濾波器所具有的大功率承受能力。
微波陶瓷濾波器有著優(yōu)異的溫度穩(wěn)定性，其濾波指標(biāo)性能不受室外溫度的變化的影響。Thomas Baier說(shuō)：“微波陶瓷濾波器解決方案將成為室外和汽車(chē)應(yīng)用的最佳解決方案，設(shè)計(jì)師通常不必為微波陶瓷濾波器考慮相關(guān)的環(huán)境條件因素。”另外，幾年來(lái)微波陶瓷濾波器尺寸已經(jīng)有了相當(dāng)大的縮小，2.5GHz濾波器已經(jīng)小到3×3 mm2，高度小于1.6mm。
無(wú)線數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，聲表濾波器用于中頻，陶瓷濾波器用于射頻
WLAN(IEEE 802.11)、WLL、CDPD Modem、Bluetooth和Home射頻等是無(wú)線數(shù)據(jù)通信和家庭射頻通信應(yīng)用的幾種形式。IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)是為WLAN而建立起來(lái)的，它采用直接系列擴(kuò)頻(DSSS)和跳頻擴(kuò)頻(FHSS)技術(shù)，今后WLAN會(huì)有迅速發(fā)展的環(huán)境。CDPD modem已經(jīng)投入應(yīng)用，而B(niǎo)luetooth和家用射頻技術(shù)正積極進(jìn)入市場(chǎng)。
在面對(duì)無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)以及HiperLAN (DSSS)系統(tǒng)市場(chǎng)未來(lái)的增長(zhǎng)勢(shì)頭，聲表濾波器和微波陶瓷濾波器的市場(chǎng)前景相當(dāng)看好。Thomas Baier說(shuō)：“由于短期內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)零中頻的WLAN解決方案，所以WLAN還將用到中頻聲表濾波器。微波陶瓷濾波器插入損耗小于1dB，將用于目前大部分WLAN系統(tǒng)的射頻級(jí)。但是聲表濾波器具有集成平衡-不平衡變換器的功能，在2.5GHz以下應(yīng)用領(lǐng)域，射頻聲表濾波器的需求也會(huì)不斷增長(zhǎng)。”
聲表中頻濾波器是無(wú)線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵元件。Brian Balut說(shuō)：“聲表中頻濾波器在無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)和無(wú)線本地環(huán)(WLL)市場(chǎng)的應(yīng)用，歸功于其體積小、價(jià)格低和其它技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的性能所形成的綜合優(yōu)勢(shì)。”

在3.5GHz和5GHz波段的WLL系統(tǒng)，微波陶瓷濾波器將用于射頻級(jí)濾波，聲表濾波器用于第一和第二中頻濾波，在這里，沒(méi)有其它技術(shù)可以替代聲表濾波器。聲表濾波器設(shè)計(jì)師已經(jīng)花費(fèi)了多年的時(shí)間對(duì)WLL系統(tǒng)的射頻濾波器性能進(jìn)行優(yōu)化。Sawtek公司的Brian Balut說(shuō)：“WLL和Bluetooth是未來(lái)聲表