m推演型聲表面波高通濾波器設計

　　m推演型梯形SAW高通濾波器

　　一級結構

　　m推演型梯形SAW高通電路結構如圖3所示。該電路由串聯元件一個單端對諧振器和并聯元件一個LC串聯諧振回路組成。將單端對諧振器用作串聯元件可以在反諧振頻率附近產生大的衰減^[2]，在設計中，反諧振頻率設置成極點頻率f_n。

　　根據梯形濾波器的傳通截止條件可知：當X_s>0且X_s<-X_p或X_s<0且X_s>-X_p時形成通帶，當X_s<0且X_s<-X_p或X_s>0且X_s>-X_p時形成衰減帶^[3]。SAW高通濾波器的電抗仿真曲線如圖4所示，其中A，C點分別代表單端對諧振器的諧振頻率和反諧振頻率點^[4]，B、D點為滿足X_s=-X_p的頻率點。經分析可以得出，當濾波器工作頻率低于A頻率點時，形成衰減帶，當濾波器工作頻率在A和B之間時，形成通帶，當濾波器工作頻率在B和D之間時，形成衰減帶，當濾波器工作在大于頻率點D時，形成通帶。當A、B頻率點之間間隔較小時，就可以近似認為該濾波器為高通濾波器。

　　多級級聯結構

　　多階L型電路級聯可以獲得更大的衰減^[5]。四階m推演型高通濾波器的結構如圖5(a)所示，簡化后的m推演型低通濾波器結構如圖5(b)所示。因為單端對諧振器的插入損耗較大^[6]，所以用電容元件代替中間單端對諧振器，如圖5(c)所示。因為C₁=C₂=C₃=C₄,L₁=L₂=_L3=L₄,所以，C_p=0.5C₁，L_p=2L₁。借助典型LCR模型仿真得到的四階m推演型SAW高通濾波器頻率響應如圖6所示。

　　基于單端對諧振模型設計m推演型SAW高通濾波器

　　原理介紹

　　M推演型SAW高通濾波器主要是由單端對諧振器構成，濾波器的性能與濾波器結構、基板參數直接相關^[6]。在設計m推演型SAW高通濾波器時，基于SAW單端對諧振模型進行建模是一種簡單、快速以及有效的方法。

　　SAW濾波器的基本元件是單端對諧振器，它的結構如圖7所示。可以看出主要結構有以下幾個部分：反射柵陣、叉指換能器以及叉指換能器和反射柵陣之間的間隙^[7]。利用ADS能夠對叉指換能器、反射柵陣和叉指換能器和反射柵陣之間的間隙分別進行建模，包括利用動態電阻表示反射柵陣、梅森等效電路模型^[8]實現叉指換能器建模以及采用理想傳輸線表示反射柵陣與叉指換能器之間的間隙。采用以上幾種手段實現單端對諧振器模型設計，單端對諧振器模型的ADS實現如圖8所示。