СОСТОЯНИЕ РАЗРАБОТОК УСТРОЙСТВ НА ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ (ПАВ) И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В АППАРАТУРЕ ОАО "МНИИРС"

СОСТОЯНИЕ РАЗРАБОТОК УСТРОЙСТВ НА ПОВЕРХНОСТНЫХ
АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ (ПАВ) И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В
АППАРАТУРЕ ОАО "МНИИРС"
1. ВВЕДЕНИЕ:
- принципы работы устройств на ПАВ;
- условная классификация устройств на ПАВ;
- преимущества и недостатки;
- области применения устройств на ПАВ.
2. БАЗОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ И РЕАЛИЗОВАННЫЕ В МНИИРС
ПАРАМЕТРЫ ТРАНСВЕРСАЛЬНЫХ ФИЛЬТРОВ НА ПАВ
2.1. Фильтры с высокими вносимыми потерями IL=20-25 дБ:
- на двунаправленных преобразователях.
2.2. Фильтры с уменьшенными вносимыми потерями IL=4-16 дБ:
- на одно-направленных однофазных преобразователях;
- на квази-веерных однонаправленных преобразователях;
- на направленных ответвителях.
3. БАЗОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ И РЕАЛИЗОВАННЫЕ В МНИИРС
ПАРАМЕТРЫ РЕЗОНАТОРНЫХ ФИЛЬТРОВ НА ПАВ
С МАЛЫМИ ВНОСИМЫМИ ПОТЕРЯМИ IL=1.5-6.0 ДБ:
- на резонаторах с поперечной акустической связью;
- на резонаторах с продольной акустической связью;
- лестничных резонаторных фильтров;
- с комбинированием одно-модовых и двух-модовых звеньев.
4. ОЦЕНКА НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ
5. ПРОВЕДЕНИЕ РАЗРАБОТОК ДЛЯ СТОРОННИХ ЗАКАЗЧИКОВ
№ 1

ВВЕДЕНИЕ
В1. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ УСТРОЙСТВ НА ПАВ
Поверхностные акустические волны (ПАВ) – это упругие деформации в твердом теле, имеющие преимущественно продольную компоненту. Поперечная компонента, направленная в глубь твердого тела, мала. Поэтому ПАВ распространяются в приповерхностном слое, глубиной не более 3-4 длин волн.
Основными элементами акустического тракта устройств на ПАВ являются входной и выходной преобразователи и пьезоэлектрический звукопровод (подложка) между ними. Характеристики устройств на ПАВ формируются за счет частотно-зависимого преобразования электрического сигнала в акустическую волну входным преобразователем и акустической волны в электрический сигнал выходным преобразователем. Скорость ПАВ составляет 3-4 км/сек, т.е. на 4 порядка меньше скорости электромагнитной волны. Этим обусловлены габариты устройств на ПАВ, меньшие на 2-3 порядка по сравнению с электромагнитными аналогами.
В2. УСЛОВНАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ УСТРОЙСТВ НА ПАВ
Устройства на ПАВ можно условно разделить на два класса: трансверсаль-
ные и резонаторные.
Трансверсальные устройства являются неминимально-фазовыми и позволяют при проектировании независимо задавать АЧХ и ФЧХ сложной формы, например, симметричную АЧХ и линейную фазу, или несимметричную АЧХ и нелинейную фазу.
К трансверсальным устройствам на ПАВ относятся: полосовые фильтры, взвешивающие фильтры, согласованные фильтры ЛЧМ, ФМ и ММС сигналов, линии задержки, дисперсионные линии задержки, дифференциаторы, частотные дискриминаторы , преобразователи Гильберта и т.д.
Модель, описывающая в первом приближении трансверсальное устройство на ПАВ, близка к модели цифрового фильтра с конечной импульсной характеристикой.
Резонаторные устройства являются минимально-фазовыми и могут быть описаны в первом приближении на основе классической теории цепей.
К резонаторным устройствам относятся одно-входовые и двух-входовые резонаторы, полосовые лестничные и мостовые фильтры, полосовые фильтры на резонаторах с электрической или акустической связью, фильтры верхних и нижних частот, режекторные фильтры.
№ 1-1

В3. ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ УСТРОЙСТВ НА ПАВ
В3.1. Преимущества:
- чрезвычайно малые габариты (на 2-3 порядка по сравнению с электро-
магнитными аналогами);
- высокая температурная стабильность (0,5-1,0)⋅10-6 ед/оС для кварцевых подложек; (18-35)⋅10-6 ед/оС для танталат литиевых подложек; (50-90)⋅10-6 ед/оС для ниобат литиевых подложек;
- широкий диапазон рабочих частот (1,0 МГц – 15 ГГц);
- малые вносимые потери 1,0-3,0 дБ при полосах пропускания 1-3 %;
- высокая надежность (50-100 тыс. чипов), т.к. число соединений составляет 6-8 вместо нескольких сотен, например, в LC и ФСС;
- высокая повторяемость параметров и низкая стоимость серийном производстве;
- простота регулировки или отсутствие необходимости регулировки вообще.
В3.2. Недостатки:
- малая рассеиваемая мощность (типичная 20-50 мВт, максимальная 1,0-1,5 ВТ);
- высокие вносимые потери для трансверсальных устройств (10-20 дБ);
- чувствительность к электростатическому разряду.
В4. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ УСТРОЙСТВ НА ПАВ
- Радиотелефоны и базовые станции систем связи стандартов GSM, AMPS, CD,
IS-59, PHS, PCS, CDMA, W-CDMA, радиоудлинители стандартов DECT,WLAN и других (в каждом из 95% радиотелефонов используются 4-5 фильтров и резонаторов на ПАВ);
- мобильные системы связи (персональные и автомобильные радиостанции полиции, диспетчеров, военных);
- пейджеры;
- приемо-передатчики систем навигации GPS и GLONASS;
- устройства формирования и обработки сложных сигналов в РЛС дальнего и ближнего обнаружения; систем наведения на цель и сопровождения цели; управления воздушным движением;
- разведывательные приемники;
- бортовая и наземная аппаратура спутниковых систем связи;
- радиорелейные системы связи;
- системы телевидения, включая спутниковое и кабельное (канальные фильтры, фильтры для телевизоров, тюнеров, передатчиков, модуляторов);
- устройства дистанционного радиоуправления (замки, взрыватели и т.д.);
- устройства охраны, включая автомобильную сигнализацию;
- датчики давления, влаги, температуры, ускорения, парциального давления газов.
В 2002 году в мире было выпущено около 1,5 млрд. штук устройств на ПАВ.
№ 1-2

1. ТРАНСВЕРСАЛЬНЫЕ ФИЛЬТРЫ НА ПАВ
1.1. На двунаправленных встречно-штыревых преобразователях (ВШП) (с потерями IL=20-25 дБ)
Аналоги :Частоты 10-1500 МГц (15 ГГц). Полосы пропускания BW3=3-80%.
Преимущества:
- высокая прямоугольность АЧХ до КП=(BW40/3 дБ)=1,15;
- малые пульсации ГВЗ (до GDT=5-8 нсек) и фазы PD=0,5-1,0 град);
- высокая избирательность (до UR=70 дБ);
- возможность реализации несимметричных АЧХ и нелинейных ФЧХ.
Недостатки:
- высокие вносимые потери до 25-30 дБ.
1.2. На однонаправленных преобразователях с уменьшенными потерями IL=6-14 дБ
Аналоги: Частоты 30-1000 МГц (2500 МГц). Полосы пропускания BW3=0,5-30 %.
Преимущества:
- сниженные вносимые потери IL=4-12 дБ.
Недостатки:
- сложность реализации пульсаций ГВЗ менее GDV=30 нсек;
- сложность получения избирательности более 45-50 дБ при полосах до BW3=5%.
Таблица 1
Основные параметры трансверсальных фильтров на ПАВ разработки ОАО "МНИИРС "
№ 2

a
б
в
ТРАНСВЕРСАЛЬНЫЕ ФИЛЬТРЫ НА ДВУНАПРАВЛЕННЫХ ВШП
(Потери IL=15-25 дБ. Полосы BW3=3-75%)
Рис.1.1. Схема работы трансверсального фильтра на ПАВ:
а – структура фильтра с двумя двунаправленными встречно-штыревыми преобразователями в одном акустическом канале;
б – структурная схема трансверсального устройства;
в – структурная схема для расчета S-параметров фильтра через матрицы элементов его электрического и акустического трактов
a
б
Рис.1.2. Трансверсальный фильтр на ПАВ с двумя акустическими каналами и с селективным многополосковым ответвителем (МПО) между ними:
а – структурная схема для расчета S-параметров фильтра;
б – структура секционированного селективного МПО и его параметры
№ 3

Рис.1.3. Сборка трансверсального фильтра ФП-479 (140/20 МГц) в металло-стеклянном корпусе 151.15-8 (DIP 19.5x14.5x5.0 мм)
Рис.1.4. Рекомендуемая схема включения в корпусе DIP 19.5 x 14.5 x 5.0 мм
№ 4

2 1.0 dB/div S21 log MAG
∇ 0.0000 dB REF -20.99 dB
CENTER 0.140000000 GHz SPAN 0.030000000 GHz
3 10.0 ns/div S21 -Δφ/Δω
∇ 2.1119 ns REF -6.6 s
CENTER 0.140000000 GHz SPAN 0.030000000 GHz
2 10.0 dB/div S21 log MAG
∇ 0.0002 dB REF -21.01 dB
CENTER 0.140000000 GHz SPAN 0.100000000 GHz
1 10.0 dB/div S21 log MAG
∇ -21.006 dB REF -21.006 dB
START 0.045000000 GHz STOP 0.300000000 GHz
a
б
в
г
Частотные характеристики трансверсального фильтра FP-479 (140/20 МГц) на двунаправленных встречно-штыревых преобразователях
Рис.1.5. Измеренные частотные характеристики трансверсального фильтра ФП-479
на двунаправленных встречно-штыревых преобразователях:
а - |S21| в полосе пропускания; б – GDT в полосе пропускания; в - |S21| в средней полосе частот; г - |S21| в широкой полосе частот;
Частота: F0=140,0 МГц. Полоса BW3=22,97 МГц. Потери: IL=21,0 дБ. Избирательность UR=56 дБ
№ 5

a
б
в
г
Частотные характеристики трансверсального фильтра ФП-331 (500/36 МГц) на двунаправленных встречно-штыревых преобразователях
Рис.1.6. Измеренные частотные характеристики трансверсального фильтра ФП-331
на двунаправленных встречно-штыревых преобразователях:
а - |S21| в полосе пропускания; б – GDT в полосе пропускания; в - |S21| в средней полосе частот; г - |S21| в широкой полосе частот
Частота: F0=500 МГц. Полоса BW1=43 МГц. Потери: IL=20,3 дБ. Избирательность UR=54 дБ
№ 6

ФИЛЬТРЫ НА ОДНОНАПРАВЛЕННЫХ ОДНОФАЗНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ
(Потери IL=6-12 дБ. Полосы BW3=0,5-10,0 %)
Рис.1.7. Трехэлектродный однофазный однонаправленный преобразователь (ОНП):
а – элементарная секция;
б – возбуждение ПАВ;
в – отражение ПАВ
a
б
в
a
б
в
C1=45 пФ; L1=354 нГн; Q1=90
C2=45 пФ; L2=312 нГн; Q2=90
Рис.1.8. Трансверсальный фильтр ФП-322 (110.5/1.1 МГц)
на однофазных однонаправленных преобразователях:
а – топология фильтра;
б – сборка в корпусе SMD 9.1 x 7.1 x 1.6 мм;
в – схема включения
№ 7

2 1.0 dB/div S21 log MAG
∇ 0.0000 dB REF -8.384 dB
CENTER 0.110500000 GHz SPAN 0.002000000 GHz
3 20.0 ns/div S21 -Δφ/Δω
∇ 6.1594 ns REF 36.76 ns
CENTER 0.110500000 GHz SPAN 0.002000000 GHz
2 10.0 dB/div S21 log MAG
∇ 0.0002 dB REF -8.402 dB
CENTER 0.110500000 GHz SPAN 0.010000000 GHz
1 10.0 dB/div S21 log MAG
∇ -19.252 dB REF -19.25 dB
START -100 ns STOP 5.0 μs
a
б
в
г
Частотные характеристики трансверсального фильтра ФП-322 (110,5/1,1 МГц)
на однофазных однонаправленных преобразователях
Рис.1.9. Измеренные частотные характеристики трансверсального фильтра ФП-322
на однофазных однонаправленных преобразователях:
а - |S21| в полосе пропускания; б – GDT в полосе пропускания; в - |S21| в средней полосе частот; г – импульсная характеристика
Частота: F0=110.5 МГц. Полоса BW3=1.1 МГц. Потери: IL=8,4 дБ. Избирательность UR=50 дБ
№ 8

2 1.0 dB/div S21 log MAG
∇ 0.0000 dB REF -8.872 dB
CENTER 0.134500000 GHz SPAN 0.006000000 GHz
3 100.0 ns/div S21 -Δφ/Δω
∇ 4.1008 ns REF 0.0 ns
CENTER 0.134500000 GHz SPAN 0.006000000 GHz
2 10.0 dB/div S21 log MAG
∇ 0.0004 dB REF -8.859 dB
CENTER 0.134500000 GHz SPAN 0.030000000 GHz
1 10.0 dB/div S21 log MAG
∇ -8.9795 dB REF -8.979 dB
START 0.050000000 GHz STOP 0.300000000 GHz
a
б
в
г
Частотные характеристики фильтра ФП-521 (134.5/3.9 МГц)
на однофазных однонаправленных преобразователях
Рис.1.10. Измеренные частотные характеристики трансверсального фильтра ФП-521 (134.5/3.9)
на однофазных однонаправленных преобразователях:
а - |S21| в полосе пропускания; б – GDT в полосе пропускания; в - |S21| в средней полосе частот; г - |S21| в широкой полосе частот;
Частота: F0=134.5 МГц МГц. Полоса BW3=3.9 МГц. Потери: IL=9,0 дБ. Избирательность UR=50 дБ
№ 9

ФИЛЬТРЫ НА КВАЗИ-ВЕЕРНЫХ ОДНОНАПРАВЛЕННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯХ
(Потери IL=8-18 дБ. Полосы BW3=3-30%)
Рис.1.11. Топология фильтра на квази-веерных ОНП
L*1=200 нГ, C*1=43 пФ, Q1=60,
L*2=240 нГ; C*2=56 пФ; Q2=60
Рис.1.13. Схема включения фильтра ФП-448
в корпусе SMD 19.0x6.5x1.8 мм, KD-V98286, KYOCERA, Япония
№ 10

Частотные характеристики фильтра ФП-448 (70/2,1 МГц)
на квази-веерных однонаправленных преобразователях
S21 log MAG 0.5 dB/div REF - 7.301 dB
CENTER 0.070000000 GHz SPAN 0.003000000 GHz
GDT -Δφ/Δω 50.0 ns/div REF 22.5 ns
CENTER 0.070000000 GHz SPAN 0.003000000 GHz
S21 log MAG 10.0 dB/div REF - 7.308 dB
CENTER 0.070000000 GHz SPAN 0.011000000 GHz
a
б
в
Рис.1.12. Измеренные частотные характеристики трансверсального фильтра ФП-448
на квази-веерных однонаправленных преобразователях:
а - |S21| в полосе пропускания; б – ГВЗ в полосе пропускания; в - |S21| в средней полосе частот; г - |S21| в широкой полосе частот
Частота: F0=70 МГц. Полоса BW3=2,1 МГц. Потери: IL=7,3 дБ. Избирательность UR=50 дБ
S21 log MAG 10.0 dB/div REF - 7.312 dB 1: - 7.3118 dB
33,0 42,4 51,8 61,2 70,6 80,0 89,4 98,8 108,2 117,6 127,0 МГц
START 0.033000000 GHz STOP 0.127000000 GHz
г
№ 11

Частотные характеристики фильтра ФП-458 (70/30,3 МГц)
на квази-веерных однонаправленных преобразователях
S21 log MAG 0.5 dB/div REF - 16.58 dB
CENTER 0.070000000 GHz SPAN 0.035000000 GHz
GDT -Δφ/Δω 10.0 ns/div REF 10.83 ns
CENTER 0.070000000 GHz SPAN 0.035000000 GHz
Phasa ∠ 3.0 о/div REF - 141.3 o
CENTER 0.070000000 GHz SPAN 0.035000000 GHz
a
б
в
Рис.1.14. Измеренные частотные характеристики трансверсального фильтра ФП-458
на квази-веерных однонаправленных преобразователях:
а - |S21| в полосе пропускания; б – ГВЗ в полосе пропускания; в – ФЧХ в полосе пропускания; г - |S21| в средней полосе частот
Частота: F0=70 МГц. Полоса BW3=30,3 МГц. Потери: IL=16,6 дБ. Избирательность UR=50 дБ
S21 log MAG 10.0 dB/div REF - 16.6 dB
CENTER 0.070000000 GHz SPAN 0.070000000 GHz
г
№ 12

ФИЛЬТРЫ НА ОДНОНАПРАВЛЕННЫХ ОТВЕТВИТЕЛЯХ
(Потери IL=4-6 дБ. Полосы BW3=5-15%)
Рис.1.15. Структурная схема фильтра на ПАВ с малыми вносимыми потерями с ОНП на U –образных направленных ответвителях
Рис.1.17. Схема включения фильтра ФП-305 в корпусе SMD 13,3x6,5x1,8 мм, IRK 12F2-5857C-C,
NTK Technical Ceramics, Япония
№ 13

Частотные характеристики фильтра ФП-305 на направленных ответвителях
a
б
в
г
Рис.1.16. Измеренные частотные характеристики трансверсального фильтра ФП-305 на направленных ответвителях (МПО):
а - |S21| в полосе пропускания; б – GDT в полосе пропускания;
в - |S21| в средней полосе частот; г - |S21| в широкой полосе частот
Частота: F0=140,0 МГц. Полоса BW3=10,8 МГц. Потери: IL=4,63 дБ. Избирательность UR=50 дБ
№ 14

Основные параметры трансверсальных фильтров на ПАВ разработки ОАО "МНИИРС "
№ 15

2. РЕЗОНАТОРНЫЕ ФИЛЬТРЫ НА ПАВ С МАЛЫМИ ВНОСИМЫМИ ПОТЕРЯМИ IL=1,5-6,0 ДБ
2.1. Сверх-узкополосные фильтры на поперечно-связанных резонаторах
Частоты: F0=70-1000 МГц. Полосы пропускания BW3=0,05-0,2%. Потери IL=3-8 дБ.
Преимущества:
- высокая избирательность до 60-70 дБ;
- высокая температурная стабильность ТКЧ=-0,3⋅10-6 1/оС.
Недостатки:
- сложность изготовления из-за необходимости подстройки частоты резонаторов с точностью (0,01-0,02)%.
2.2. Узко-полосные лестничные резонаторные фильтры (без акустической связи резонаторов)
Частоты: F0=400-3200 МГц. Полосы пропускания BW3=2-3%. Потери: IL=1,2-4,0 дБ.
Преимущества:
- самые малые вносимые потери.
Недостатки:
- ограниченный диапазон полос пропускания.
2.3. Средне-полосные фильтры на продольно-связанных резонаторах
Частоты: 100-2400 МГц. Полосы пропускания BW3=3-8%. Потери: IL=1,8-6,0 дБ.
Преимущества:
- высокая избирательность в широкой полосе частот;
- возможность трансформации импедансов, например, 50 Ом на входе, 200 Ом на выходе;
- возможность построения балансных структур для подавления электромагнитной наводки.
Недостатки:
- паразитное "плечо" с уровнем –(25-30) дБ на правом склоне АЧХ;
- сложность реализации потерь менее 2,5 дБ.
2.4. Средне-полосные фильтры с комбинированием лестничных и акустически связанных звеньев
Зарубежные аналоги отсутствуют.
Преимущества: высокая избирательность.
Недостатки: сложность проектирования и изготовления.
Таблица 2
Основные параметры резонаторных фильтров на ПАВ разработки ОАО "МНИИРС"
№ 16

2.1. СВЕРХ-УЗКОПОЛОСНЫЕ ФИЛЬТРЫ НА ПОПЕРЕЧНО-СВЯЗАННЫХ РЕЗОНАТОРАХ
(Полосы BW3=0,05-0,2%. Вносимые потери IL=3-8 дБ)
Рис. 2.1. Одно-входовый резонатор на ПАВ
Рис.2.2. Звено фильтра из двух резонаторов с поперечной акустической связью
№ 17

Фильтр ФП-728 с поперечно-связанными парами резонаторов
Рис.2.3. Двух-звенный фильтр ФП-728 (85,38 / 0,05 МГц) с парами акустически связанных резонаторов и электрической связью между звеньями
а – топология фильтра;
б – сборка в корпусе : SMD 9.1 x 4.8 x 1.6 mm, KD-V93742, KYOCERA, Япония,
в – эквивалентная схема;
г – рекомендуемая схема включения
a
б
в
г
№ 18

Частотные характеристики фильтра ФП-728 (85,38 / 0,05 МГц)
на поперечно-связанных резонаторах
S21 log MAG 1.0 dB/div REF -3.584 dB
CENTER 0.085450000 GHz SPAN 0.000100000 GHz
GDT - Δφ / Δω 1.0 μs/div REF 4.588 μs 3: 2.1484 μs
CENTER 0.085450000 GHz SPAN 0.000100000 GHz
S21 log MAG 10.0 dB/div REF - 3.618 dB
CENTER 0.085450000 GHz SPAN 0.005000000 GHz
a
б
в
Рис.2.4. Измеренные частотные характеристики фильтра ФП-728 на поперечно-связанных резонаторах:
а - |S21| в полосе пропускания; б - ГВЗ в полосе пропускания; в - |S21| в широкой полосе частот.
Частота: F0= 85,38 МГц. Полоса BW3= 49,6 КГц. Потери: IL= 3,6 дБ. Избирательность UR= 70 дБ
№ 19

Частотные характеристики фильтра ФП-702 (130,4 / 0,1 МГц) на поперечно-связанных резонаторах
a
б
в
Рис.2.5. Измеренные частотные характеристики узкополосного трех-каскадного фильтра ФП-702
на поперечно-связанных резонаторах:
а - |S21| в полосе пропускания; б – ГВЗ в полосе пропускания; в - |S21| в широкой полосе частот.
Частота: F0= 130,413 МГц. Полоса BW3= 102 КГц. Потери: IL= 6,6 дБ. Избирательность UR= 70 дБ
№ 20

2.2. УЗКО-ПОЛОСНЫЕ ЛЕСТНИЧНЫЕ РЕЗОНАТОРНЫЕ ФИЛЬТРЫ
(Полосы 2-3%. Потери IL=1,3-4,0 дБ)
a
б
в
Г-type T-type П-type
Г-sym T-sym П-sym
Рис.2.6. Элементарные звенья лестничного
резонаторного фильтра:
а – одновходовый резонатор
и его эквивалентная схема;
б – несимметричные звенья фильтра
для аксиальных нагрузок;
в – симметричные звенья фильтра
для балансных нагрузок
a
б
Рис.2.7. Лестничный фильтр ФП-645 на 12 одно-входовых резонаторах для балансных нагрузок::
а – схема с учетом паразитных эффектов на СВЧ;
б – сборка фильтра в корпусе SMD 3.8x3.8 мм
№ 21

Частотные характеристики лестничного фильтра ФП-645 (1220 / 14 МГц)
с балансными нагрузками 200/200 Ом.
|S21|, дБ
Частота, МГц
a
|S21|, дБ
Частота, МГц
б
|S21|, дБ
Частота, МГц
в
Рис.2.8. Измеренные частотные характеристики лестничного 12-ти резонаторного фильтра ФП-645 (1220 / 14 МГц):
а - |S21| в полосе пропускания; б - |S21| в средней полосе пропускания; в - |S21| в широкой полосе частот;
Частота: F0= 1220 МГц. Полоса BW3= 14 МГц. Потери: IL= 1.5 дБ. Избирательность UR= 54 дБ
№ 22

Частотные характеристики лестничного фильтра ФП-637 (465 /9 МГц)
с нагрузками 50/50 Ом.
|S21|, дБ
Частота, МГц
a
б
в
Рис.2.9. Измеренные частотные характеристики лестничного резонаторного фильтра ФП-637 (465 /5,0 МГц):
а - |S21| в полосе пропускания; б - GDT в полосе пропускания; в - |S21| в средней полосе пропускания; г –|S21| в широкой полосе частот.
Частота: F0= 465 МГц. Полоса BW3= 8.8 МГц.Потери: IL= 2.1 дБ. Избирательность UR= 55 дБ
Частота, МГц
г
|S21|, дБ
№ 23

2.3. СРЕДНЕ-ПОЛОСНЫЕ ФИЛЬТРЫ НА ПРОДОЛЬНО-СВЯЗАННЫХ РЕЗОНАТОРАХ
(Вносимые потери IL=2,8-3,5 дБ. Полосы BW3=2-8%)
Рис. 2.10. Фильтр на продольно-связанных резонаторах:
а – структура однозвенного фильтра; б – структура двух-звенного фильтра;в – эквивалентная схема двух-звенного фильтра
a
б
в
№ 24

Частотные характеристики фильтра ФП-518 (150,5 / 6,0 МГц)
на продольно-связанных резонаторах
S21 log MAG 1.0 dB/div REF -3.163 dB
CENTER 0.150500000 GHz SPAN 0.009000000 GHz
S21 log MAG 10.0 dB/div REF -3.161 dB
CENTER 0.150500000 GHz SPAN 0.035000000 GHz
S21 log MAG 10.0 dB/div REF -3.187dB 1: -3.1873 dB
START 0.050000000 GHz STOP 0.300000000 GHz
a
Рис. 2.11. Измеренные частотные характеристики двух-каскадного фильтра ФП-518 на продольно-связанных резонаторах:
а - |S21| в полосе пропускания; б - |S21| в средней полосе частот; в – |S21| в широкой полосе частот;
г - схема включения фильтра ФП-518 в корпусе SMD 14,0x8,2x1,8 мм, IRK14F2-6041A-C, NTK Technical Ceramics, Япония.
Частота: F0=150,951 МГц. Полоса BW3=6,1 МГц. Потери: IL=3,2 дБ. Избирательность UR=70 дБ.
г
б
в
№ 25

Частотные характеристики фильтра ФП-514 (278,5 / 7,3 МГц)
на продольно-связанных резонаторах
S21 log MAG 1.0 dB/div REF -4.339 dB
CENTER 0.278500000 GHz SPAN 0.012000000 GHz
GDT -Δφ/Δω 50.0 ns/div REF 94.2 ns
CENTER 0.278500000 GHz SPAN 0.012000000 GHz
S21 log MAG 10.0 dB/div REF -4.339 dB
CENTER 0.278500000 GHz SPAN 0.050000000 GHz
a
б
в
Рис.2.12. Измеренные частотные характеристики трех-каскадного фильтра ФП-514 на продольно-связанных резонаторах:
а - |S21| в полосе пропускания; б – ГВЗ в полосе пропускания; в - |S21| в средней полосе частот; г - |S21| в широкой полосе частот.
Частота: F0=278,76 МГц. Полоса BW3=7,34 МГц. Потери: IL=4,3 дБ. Избирательность UR=45-50 дБ
S21 log MAG 10.0 dB/div REF -4.42dB 1: -4.4197 dB
START 0.050000000 GHz STOP 0.700000000 GHz
г
№ 26

2.4. ФИЛЬТРЫ С КОМБИНИРОВАНИЕМ ЛЕСТНИЧНЫХ И АКУСТИЧЕСКИ СВЯЗАННЫХ ЗВЕНЬЕВ
Основные параметры резонаторных фильтров на ПАВ разработки ОАО "МНИИРС"
б
Рис.2.13. Фильтр ФП-517 (484 / 5,0 МГц) с комбинированием лестничных и продольно-связанных резонаторных звеньев:
а – эквивалентная схема; б – измеренные частотные характеристики фильтра
а
№ 27