高基频高机电耦合系数晶体滤波器
2021-01-05彭胜春赵瑞星邱泽林李亚飞温桎茹
彭胜春,赵瑞星,阳 皓,邱泽林,李亚飞,温桎茹,唐 平,董 姝
(1.中国电子科技集团公司第二十六研究所,重庆 400060;2.火箭军装备部驻西安地区第三军事代表室,陕西 西安 710100)
0 引言
晶体滤波器是采用压电晶体材料制作的一种频率选择器件,具有良好的选择性和温度稳定性,能提高整机通信的抗干扰能力,因而被广泛用于超短波(工作频率为30~300 MHz)通信频段领域。
随着现代通信技术的发展,在超短波频段需要传输更多的信息和较低的误码率,因此,滤波器需具有较宽的带宽,较小的延时,良好的温度特性,较低的插入损耗和较高的阻带抑制,这些要求促使晶体滤波器朝着高频宽带的方向发展,也促进了一些高机电耦合系数的晶体材料的应用。
1 滤波器的技术指标
中心频率f0:63 MHz±40 kHz
1 dB带宽:≥400 kHz
3 dB带宽:≥780 kHz
65 dB带宽:≤2.8 MHz
群延时波动@f0±200 kHz:≤1 μs
插入损耗:≤6 dB
通带波动:≤1 dB
阻带抑制:≥65 dB
阻抗:50 Ω
工作温度:-55~+95 ℃
外形尺寸:38 mm×18 mm×12.5 mm
2 滤波器方案设计
2.1 滤波器种类选择
在中频通信频段,常用的滤波器有LC滤波器、陶瓷滤波器、声表滤波器和晶体滤波器。
从工作温度和中心频率指标上看,该滤波器的工作温度在150 ℃内,要求的工作频率稳定度为8.45×10-6/℃。该频段的陶瓷滤波器、LC滤波器温度系数均大于±10×10-6/℃。
声表滤波器的温度系数为-45×10-6/℃,为了提高声表滤波器的温度稳定性,近年来采用温度补偿技术,即在金属叉指型换能器(IDT)结构上另涂覆一层与压电层具有相反温度弹性的涂层(如二氧化硅(SiO2)),实现一种高温度稳定性的温补声表滤波器(TCSAW)。其能够将声表滤波器的温度系数提高到-5×10-6/℃,但这种涂层的厚度一般为微米量级,适合进行温度补偿的工作频率500 MHz以上的声表滤波器,对于工作在几十兆的中低频滤波器仍难以达到要求的温度稳定性。……
