m推演型声表面波高通滤波器设计

　　m推演型梯形SAW高通滤波器

　　一级结构

　　m推演型梯形SAW高通电路结构如图3所示。该电路由串联元件一个单端对谐振器和并联元件一个LC串联谐振回路组成。将单端对谐振器用作串联元件可以在反谐振频率附近产生大的衰减^[2]，在设计中，反谐振频率设置成极点频率f_n。

　　根据梯形滤波器的传通截止条件可知：当X_s>0且X_s<-X_p或X_s<0且X_s>-X_p时形成通带，当X_s<0且X_s<-X_p或X_s>0且X_s>-X_p时形成衰减带^[3]。SAW高通滤波器的电抗仿真曲线如图4所示，其中A，C点分别代表单端对谐振器的谐振频率和反谐振频率点^[4]，B、D点为满足X_s=-X_p的频率点。经分析可以得出，当滤波器工作频率低于A频率点时，形成衰减带，当滤波器工作频率在A和B之间时，形成通带，当滤波器工作频率在B和D之间时，形成衰减带，当滤波器工作在大于频率点D时，形成通带。当A、B频率点之间间隔较小时，就可以近似认为该滤波器为高通滤波器。

　　多级级联结构

　　多阶L型电路级联可以获得更大的衰减^[5]。四阶m推演型高通滤波器的结构如图5(a)所示，简化后的m推演型低通滤波器结构如图5(b)所示。因为单端对谐振器的插入损耗较大^[6]，所以用电容元件代替中间单端对谐振器，如图5(c)所示。因为C₁=C₂=C₃=C₄,L₁=L₂=_L3=L₄,所以，C_p=0.5C₁，L_p=2L₁。借助典型LCR模型仿真得到的四阶m推演型SAW高通滤波器频率响应如图6所示。

　　基于单端对谐振模型设计m推演型SAW高通滤波器

　　原理介绍

　　M推演型SAW高通滤波器主要是由单端对谐振器构成，滤波器的性能与滤波器结构、基板参数直接相关^[6]。在设计m推演型SAW高通滤波器时，基于SAW单端对谐振模型进行建模是一种简单、快速以及有效的方法。

　　SAW滤波器的基本元件是单端对谐振器，它的结构如图7所示。可以看出主要结构有以下几个部分：反射栅阵、叉指换能器以及叉指换能器和反射栅阵之间的间隙^[7]。利用ADS能够对叉指换能器、反射栅阵和叉指换能器和反射栅阵之间的间隙分别进行建模，包括利用动态电阻表示反射栅阵、梅森等效电路模型^[8]实现叉指换能器建模以及采用理想传输线表示反射栅阵与叉指换能器之间的间隙。采用以上几种手段实现单端对谐振器模型设计，单端对谐振器模型的ADS实现如图8所示。