温度补偿的压电薄膜体声波滤波器.pdfVIP

摘 要 小型化、高性能的薄膜体声波（BAW ）带通滤波器在移动无线通讯系统中 受到了广泛的欢迎。薄膜体声波带通滤波器是基于高Q 值的谐振器，该薄膜体 声波谐振器是利用压电氮化铝（AlN ）薄膜的厚度延伸模式。滤波器和谐振器 采用1 维纵向的电-声的梅森模型。 多模移动通讯终端需要高性能的射频滤波器解决方案，例如在UMTS 系统 中集成移动电视功能而产生的互相干扰问题。TD-CDMA 的移动电视（TDtv ） 是一种起源于欧洲的移动电视技术，TDtv 发送电视信号到移动终端的通带是从 1900-1910MHz，比UMTS 3G 的发射频带（1920-1980MHz）仅低10MHz。为 了使TDtv 和UMTS 在无线手机中同时使用需要一个高选择性的带通滤波器来 抑制TDtv 带外的干扰。同时，为了抑制UMTS Tx 输出信号增加TDtv 接收机 的信噪比，需要在UMTS Tx 通信支路增加一个滤波器，该滤波器在UMTS 通 带内具有极低的插入损耗，同时在TDtv 频带具有良好的抑制性能。 我们设计和制造了基于温度补偿的薄膜体声波技术的带通和带阻滤波器。 实测结果显示，两个滤波器在通带内的具有较低的插入损耗（~3dB ），高带外 抑制（35~40dB ）和快速的滚降特性（从通带到阻带仅有10MHz）。此外，这 o 一对滤波器具有极低的频率温度系数（TCF ），为-4ppm/ c，相比传统的BAW 滤波器提高了5 倍。低的频率温度系数是一个至关重要的参数，尤其是在滤波 器非常陡峭的滚降区域，由于温度变化而引起细微的频率漂移都有可能导致滤 波器在滚降区域不满足技术指标。该温度补偿的薄膜体声波滤波器技术非常具 有代表性，它还可以应用在相类似系统中，在解决不同通讯标准互相干扰的问 题中起到了关键作用，例如集成卫星收音机或者GPS 导航的移动手机系统。 关键词：薄膜体声波 压电 梅森模型 频率温度系数 滤波器 ABSTRACT Small sized, high performance bulk acoustic wave (BAW) band pass filters are of great interest for mobile and wireless systems. These filters are based on electro-acoustic high Q resonators, which exploit the thickness extensional mode of a thin piezoelectric AlN film. Modelling of the filter and resonator response is performed by means of a 1D electro-acoustic Mason model. Multi-mode mobile equipments require efficient radio-frequency (RF) filtering solutions to solve interference problems in a UMTS system integrated with a mobile television function. TD - CDMA mobile television (TDtv) is one of the mobile television technologies developed in Europe; it seeks the 1900-1910 MHz frequency spectrum that is 10 MHz below the UMTS 3G transmitter (Tx) band (1920-1980 MHz) to transmit television data to mobile handsets. To allow TDtv and UMTS to coexist in