SAW設(shè)備的原理和代表性波的種類說明

　　早在1855年，瑞利（Lord Rayleigh）就從數(shù)學(xué)的角度發(fā)現(xiàn)了彈性表面波（SAW ：Surface Acoustic Wave）的存在。1965 年，懷特（White）和沃爾特默（Voltmer）聯(lián)合發(fā)明了叉指式換能器（IDT：Inter Digital Transducer），從而取得了表面波在濾波器應(yīng)用技術(shù)上的關(guān)鍵性突破。首先在TV的IF波段上將LC濾波器更換為SAW濾波器，此外，在雷達(dá)信號(hào)處理方面，開始使用SAW設(shè)備。在發(fā)明了IDT之后的短短12年后，威廉姆森（Williamson）于1977年發(fā)表了45種SAW設(shè)備的開發(fā)產(chǎn)品實(shí)際應(yīng)用清單（Proc.1977 IEEE Ultrasonic Symposium pp.460-468）其中，不但闡述了其優(yōu)越的特性，同時(shí)也介紹了已被廣泛應(yīng)用的 TV用IF濾波器、CATV濾波器、雷達(dá)用脈沖壓縮機(jī)等10多種設(shè)備。之后，SAW設(shè)備的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，作為一種通訊工具在無繩電話及pager上得到應(yīng)用，現(xiàn)在的手機(jī)等通訊系統(tǒng)大多也都采用了該設(shè)備。此外，在影像系統(tǒng)的衛(wèi)星轉(zhuǎn)播調(diào)諧器上也采用了該設(shè)備，同時(shí)，面向數(shù)字地面電視的其他移動(dòng)通訊介質(zhì)，隨著數(shù)字播放及衛(wèi)星數(shù)字廣播、社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施的不斷變遷，在使用范圍逐漸擴(kuò)大的同時(shí)，SAW設(shè)備也得到了更廣泛的應(yīng)用。GPS用濾波器在汽車導(dǎo)航裝置、遠(yuǎn)程信息處理及手機(jī)上也得到應(yīng)用，同時(shí)，隨著在無線遙控門鎖及輪胎氣壓監(jiān)控系統(tǒng)等車載用途等方面、以及通信功能的各種應(yīng)用程序方面的應(yīng)用不斷深入，相信不久的將來勢必會(huì)在更多類型的設(shè)備上得到應(yīng)用。薄膜體聲波諧振器（FBAR：Film Bulk Acoustic Resonator）發(fā)表于1980年，而真正開始應(yīng)用則是在1999年Ruby等人發(fā)表了 PCS Duplexer之后。

　　如果將小石子扔進(jìn)水池，濺起的水波就會(huì)傳播到周圍水面呢！如果敲擊桌面，也會(huì)感覺到桌面的振動(dòng)傳到了敲擊部位的周圍。在自由表面的彈性介質(zhì)上，局部表面都有一種傳播波存在。這種傳播波就是彈性表面波。而在地震時(shí)，在最初從地下傳來的P 波、S波之后，沿著地表傳播振動(dòng)的波就會(huì)隨之而來。這種波就相當(dāng)于彈性表面波。彈性表面波設(shè)備使用沿著壓電材料表面?zhèn)鞑サ膹椥员砻娌?。之所以要使用壓電材料，是因?yàn)樾枰獙㈦娦盘?hào)轉(zhuǎn)換為彈性表面波。如果從外部施加電場，壓電材料則會(huì)發(fā)生形變。因此，在壓電線路板表面形成一種被稱為叉指式換能器的梳齒狀電極（以下稱 IDT ：Inter Digital Transducer），這時(shí)如果向它發(fā)出信號(hào)就可以產(chǎn)生一種波。在壓電線路板表面形成的波的速度、聲速基本都是由線路板及波的種類所決定，通過更改這種梳齒的間距，可以改變激勵(lì)波的頻率。同時(shí)，在SAW到達(dá)IDT后，若該SAW 與IDT的間距相符，那么就會(huì)在IDT的電極間產(chǎn)生電信號(hào)。