贤集网手机站

北斗二代导航用声表面波滤波器

技术特点
       制约传统滤波器组件性能有两个方面,损耗和体积。传统滤波器组的损耗大主要是由于单个滤波器的损耗大,普通民用滤波器常采用双向结构技术,必定引入双向损耗,同时为得到好的通带特性,工作在失配状态,所以滤波器又引入了失配损耗,双向损耗和失配损耗的存在限制了器件损耗的进一步降低。为实现大相对宽带、低插损及低矩形系数,北斗二代导航用声表面波滤波器采用扇形叉指换能器设计,扇形换能器具有独特的指条倾斜结构,与控制电极宽度单相单向结构(EWC/SPUDT)结合即能实现低损耗,即滤波器可同时达到宽带、低损耗和低矩形系数。

       为适应野战的要求,军事通信设备对体积提出了严格的要求,滤波器组建必须小型化。传统滤波器组的体积主要受限于其采用的滤波器封装形式、开关阵以及集成方法。由于传统组件中滤波器是采用的是金属管座封装,这种结构体积大,只适用于早期军事通信设备装备。北斗二代导航用声表面波滤波器采用SMD封装技术来减小组件体积,是现有技术的 1/3,相比传统声表封装方式,相应组件可更方便实现多层电路板和元器件双面安装,同时由于封装方式由金属改成贴片工艺,器件频偏、插损、等特性一致性、可靠性得以提高,并可实现高频领域应用。






技术简介

1、技术研发背景

       该滤波器产品应用于“北斗”接收机下变频前端处理电路中,进行中频滤波。“北斗”接收机接收到的是从36000KM的太空辐射来的卫星信号,器件要求高。常规滤波器无法满足传输损耗小,抗电磁干扰(EMI)性能好及可靠性高等要求。声表面波滤波器的主要特点是设计灵活性强、模拟/数字兼容,各项性能优于传统滤波器,同时制作的器件体小量轻,可应用于各种手持设备。

2、技术突破

       采用多组谐振器型滤波器、多条耦合器(MSC)设计,使两个模产生90℃的相位差,从反射栅入射的两列SAW振幅相同,反射后,两列SAW在MSC中发生了90度的相位差,这样SAW在MSC的上下两部分之间来回往复,产生谐振,从而达到高特性滤波要求。

3、实现原理及途径

        材料选用128°铌酸锂,为抑制体波BAW,材料背面细打磨。

        版图设计:采用多组谐振器型滤波器、多条耦合器(MSC)设计

        芯片制造采用的工艺流程为:清洗—金属镀膜—光刻—腐蚀修频—测试。其中金属镀膜是关键工艺,膜厚和质量直接影响器件频率及特性,通过选择金属铝溅射工艺及涡流测试来实现高精度膜厚淀积。光刻和腐蚀修频可将光刻版图形直接转移至材料片,图形的完整性、表面粗糙度直接影响滤波特性。

为满足小型化要求,后道封装流程采用SMD5*7贴片封装,其中键合工序为关键工序。

技术指标

一、F178.5滤波器主要技术指标:

      ●中心频率: 178.5MHZ

      ●插损:≤17.3dB  

      ●扫描点:201

      ●绝对抑制:163.5MHZ~171.8MHZ≥44dB

                         185.2MHZ~193.5MHZ≥44dB

       ●封装形式:SMD5*7

二、F294A滤波器主要技术指标:

      ●中心频率: 294.2MHZ

      ●频率范围:±0.3MHZ

      ●插损:≤15dB  

      ●扫描点:801

      ●-1dB带宽≥4.5 MHZ

      ●-40 dB带宽≤9.6 MHZ

      ●带内波动≤1dB

      ●封装形式:SMD5*7

三、 F46C4滤波器主要技术指标:

      ●中心频率: 46.2MHZ

      ●频率范围:±0.3MHZ

      ●插损:≤15dB   

      ●扫描点:801

      ●-1dB带宽≥4.9 MHZ

      ●-40 dB带宽≤11.8 MHZ

      ●带内波动≤1dB

        封装形式:SMD5*7


预期效益

       目前我国卫星导航终端(包括GPS、北斗)市场规模在200亿元左右,北斗终端还在普及初期,北斗导航渗透率(数量上)在2012年底为1%,2015年达到10%的爆发点,2020年达到国家政策60%的设定目标。其中所用的声表面波滤波器在2014年市场在几千万左右。预计2020年导航终端规模在300亿元,北斗终端达到200亿元。

      本项目技术水平达到国内领先,解决了进口产品存在的安全性、供应链问题。预计每年销售额可达数百万元以上,具有良好的经济效益。