Полосовой фильтр поверхностных акустических волн, с низкими потерями, многополосный. 2026-05 2 13540678433

Основные принципы и техническая база полосовых фильтров на основе поверхностных акустических волн

Полосовые фильтры на основе поверхностных акустических волн (ПАВ) — это радиочастотные устройства, основанные на характеристиках распространения звуковых волн в пьезоэлектрических материалах. Они широко используются в беспроводной связи, мобильных терминалах, устройствах IoT и радиолокационных системах. Их основной принцип работы основан на механической вибрации, генерируемой пьезоэлектрическими кристаллическими материалами под действием переменного электрического поля, образуя звуковые волны, которые распространяются вдоль поверхности материала. Когда входной сигнал преобразуется во звуковую волну входным преобразователем (IDT, межпальцевый преобразователь), звуковая волна распространяется по поверхности подложки и, пройдя через отражающую структуру или резонансную полость, преобразуется обратно в электрический сигнал выходным преобразователем. Этот процесс позволяет эффективно пропускать только сигналы в определенном частотном диапазоне, обеспечивая таким образом полосовую фильтрацию. Благодаря своим малым размерам, небольшому весу и низкому энергопотреблению, фильтры на поверхностных акустических волнах (ПАВ) стали незаменимым ключевым компонентом в современных высокочастотных системах связи.

Основные технические пути для проектирования с низкими потерями

В практических приложениях вносимые потери фильтра напрямую влияют на общую производительность системы, особенно в приемном канале. Чрезмерные потери могут привести к снижению отношения сигнал-шум, что влияет на качество связи.

Технические проблемы и прорывы в многодиапазонной интеграции

С развитием связи 5G, Wi-Fi 6/7 и будущих сетей 6G терминальные устройства должны одновременно поддерживать несколько частотных диапазонов, что предъявляет более высокие требования к интеграции фильтров.

Расширение сценариев применения и анализ рыночных тенденций

С быстрым распространением интеллектуальных терминалов, подключенных транспортных средств, промышленного Интернета вещей и носимых устройств спрос на высокопроизводительные, миниатюрные и маломощные фильтры продолжает расти.

Полосовые фильтры на поверхностных акустических волнах (ПАВ) доминируют в модулях радиочастотного интерфейса (РЧ ФЭМ) основных микросхем смартфонов благодаря своей превосходной частотной избирательности и компактной упаковке. Особенно в диапазоне 5G Sub-6GHz многодиапазонные ПАВ-фильтры с низкими потерями стали основной конфигурацией. Кроме того, в миллиметровом диапазоне, хотя фильтры на объемных акустических волнах (ОАВ) имеют преимущество благодаря более высокой способности подавления внеполосных помех, недорогие, высокоинтегрированные решения на основе ПАВ остаются незаменимыми для некоторых приложений низкого и среднего диапазона. С точки зрения производственной цепочки, компании Тайваня, Японии и Южной Кореи занимают лидирующие позиции в производстве высококачественных ПАВ-фильтров, в то время как производители материкового Китая ускоряют свой прогресс, постепенно разрушая иностранную монополию за счет независимых исследований и разработок и сотрудничества в рамках производственной цепочки. По оценкам, к 2028 году объем мирового рынка ПАВ-фильтров превысит 18 миллиардов долларов США, при этом на многодиапазонные и низкопотерные продукты будет приходиться более 60%. Перспективы развития и передовые направления исследований. Для систем связи следующего поколения ПАВ-фильтры развиваются в направлении интеллектуальности, реконфигурируемости и многофункциональной интеграции. Исследователи изучают цифровые управляемые настраиваемые ПАВ-фильтры, достигающие динамического переключения частотных диапазонов путем регулирования резонансной частоты с помощью внешнего напряжения или тока. Кроме того, внедрение алгоритмов искусственного интеллекта в системы управления фильтрами для адаптивной настройки частотной характеристики в реальном времени для адаптации к постоянно меняющейся электромагнитной среде является актуальным направлением исследований. Тем временем, разработка гибких устройств на поверхностных акустических волнах также продвигается вперед, используя полимерные подложки и растяжимые электродные структуры для достижения интегрированных применений в гибких и носимых устройствах. В областях квантовой связи и терагерцового детектирования устройства на поверхностных акустических волнах также демонстрируют потенциальную ценность применения, например, в качестве модулей модуляции и детектирования терагерцовых волн. Благодаря глубокой интеграции новых материалов, новых процессов и междисциплинарных технологий, полосовые фильтры на поверхностных акустических волнах будут играть важную роль в самых передовых технологических областях.