薄膜体声波谐振器及其应用

5．1、FBAR滤波器

滤波器在无线收发器中实现镜像消除、寄生滤波和信道选择等功能，用FBAR制作的滤波器有较高Q值和易实现微型化的特点，目前，可以从低频300MHz到高频4GHz都可以制造[6]。为了提高频率选择性，需要更多有不同谐振频率的谐振器的FBAR进行组合，目前主要采用如图6所示的梯形滤波器结构，一个梯形滤波器实物例子外观如图6所示。梯形滤波器的通带带宽主要取决于有效机电耦合系数K，过渡带的陡峭率和阻带衰耗的决定因素有串并联FBAR的数目、谐振器滤波的相对带宽大小和电容比C_p／C_m。

5．2、FBAR双工器

双工器在通信系统中发挥着关键作用，目前，FBAR已经实现大规模生产制造的产品主要针对蜂窝移动通信的双工器[7]。安捷伦公司已推出的第三代产品FBAR双工器，面积仅为1．6mm×2．0mm、高度不足1．0mm，在l850～l9l0MHz发送频段上，典型插入损耗为2．5dB，在l930～l990MHz接收频段上，对发送信号可提供最小33dB的抑制，发送功率处理能力30dBm，其在美国PCS手机市场上的占有率已经超过80％。

5．3、FBAR振荡器

有线和无线通信领域中对低抖动率时钟和振荡器有广泛的需求，在500MHz~5GHz频段内，基于FBAR技术制作的振荡器在小尺寸、高性能和低成本等方面很有优势，有望代替目前使用的SAW和陶瓷等振荡器。2003年，安捷伦公司利用FBAR已制作出L波段固定频率振荡器[8]，并进一步研制出中心频率为l985MHz的电压可调FBAR振荡器，其可调范围为2．5MHz，相位噪声为-112dBcBc／Hz@l0kHz，比同类LC振荡器提高了l5~20dB[9]。

利用FBAR不仅可以制作以上滤波器、双工器、振荡器等这样高性能小体积的微波器件，而且已经研究如何将FBAR和低噪声功率放大器(LNA)等有源器件进行集成，从而研制出更高性能和更小体积的射频系统。

6、结语

FBAR技术涉及到声波器件、材料、电磁场、微波网络、信号、IC制造工艺和无线通信应用等众多学科，是一个全新多学科交叉的研究领域，但在微加工技术日益成熟和巨大的市场需求条件下，FBAR已经成为射频器件中最活跃的研究领域，当前世界许多国家都在积极研究FBAR技术，期望有助于实现射频系统的集成化、微型化和低成本。目前，FBAR的研究取得了一些突破，特别是在第二代移动通信领域取得了一些应用，但要真正满足无线通信的发展，FBAR技术还有很多问题有待探索和解决。

作者：池志鹏，赵正平，吕苗，杨瑞霞

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