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SAW(Surface Acoustic Wave) 필터는 RF 및 마이크로파 주파수 범위에서 신호의 주파수를 선택하고 원하는 대역폭을 통과시키는 데 사용되는 필터입니다. 이러한 필터는 표면 음향파를 이용하여 신호를 처리하므로 그 이름이 붙었습니다.
이 필터는 다음과 같은 기능과 용도를 가지고 있습니다:
1. 주파수 선택: SAW 필터는 특정 주파수 대역의 신호를 선택하여 다른 주파수를 차단합니다. 이는 주파수 다중화 및 분리, 무선 통신에서의 채널 선택 등에 사용됩니다.
2. 대역폭 제어: SAW 필터는 원하는 대역폭을 설정하여 신호를 제한하고 원치 않는 주파수 성분을 걸러내는 데 사용됩니다. 이는 통신 시스템에서 채널 대역폭을 제한하거나, 잡음을 제거하여 시스템 성능을 향상시키는 데 유용합니다.
3. 신호 처리 및 병목 현상 감소: SAW 필터는 믹서와 같은 다른 RF 회로의 입력으로 사용될 때 신호 처리를 돕습니다. 특정 주파수 대역을 선택하고 원치 않는 주파수 성분을 차단함으로써 신호의 원활한 처리를 가능하게 합니다.
SAW 필터를 사용하는 이유는 다음과 같습니다:
1. 고성능: SAW 필터는 RF 및 마이크로파 응용 분야에서 널리 사용되며, 높은 Q(품질 요소)와 낮은 삽입 손실을 제공하여 고성능 필터 솔루션을 제공합니다.
2. 소형화: SAW 필터는 작고 경량이며, 칩 형태로 구현될 수 있어 PCB(PCB)에 쉽게 통합됩니다. 따라서 공간이 제한된 응용 분야에 적합합니다.
3. 저비용: 대량 생산시 비용 효율적이며, 다양한 응용 분야에서 사용 가능합니다.
4. 낮은 추가 잡음: SAW 필터는 RF 신호를 처리할 때 추가 잡음이 적습니다. 따라서 고성능 RF 시스템에서 중요한 역할을 합니다.
이러한 이유로 SAW 필터는 다양한 무선 통신 시스템, 레이더, 위성 통신 등의 응용 분야에서 널리 사용됩니다.
(+) 일반적으로 BAW보다 저렴
(+) 기존의 캐비티 또는 세라믹 필터보다 작음
(+) 낮은 삽입 손실과 양호한 차단 특성
(+) GSM, CDMA, 3G 및 일부 4G 대역에 사용 가능
(-) 1GHz를 넘어서면 선택도가 떨어지지만, SAW는 약 2.7GHz까지는 동작 가능
(-) 2.7GHz를 넘어서면 성능 저하 때문에 SAW의 사용은 제한됨
(-) 이 소자는 온도에 민감함 - 기판의 재료가 고온에서 유연해짐에 따라 탄성파의 속도에 부정적 영향을 줌
- 중심 주파수 범위는 50MHz에서 약 2.7GHz입니다.
- 10~30dBm 크기의 신호를 처리할 수 있으나, 고출력 신호용으로 만들어진 것은 아닙니다.
- 표준 SAW의 주파수 온도 계수는 대략 -50ppm/°C로 문제가 되나, 최저 -15에서 -25ppm/°C의 좀 더 비싼 온도 보상 모델도 있습니다.
SAW 필터는 최대 2.7GHz의 다소 낮은 주파수에 사용되며 BAW는 2.7GHz에서 6GHz의 보다 높은 주파수에서 사용됩니다.
https://forum.digikey.com/t/saw-baw/15508
표면 탄성파 필터 또는 SAW 필터는 최대 3GHz의 광범위한 응용 분야에 사용할 수 있는 소형의 저가형 RF 필터입니다. SAW 필터는 전기 에너지를 압전 재료의 음향 또는 기계적 에너지로 변환하여 작동합니다. 이를 위해 이러한 필터는 IDT(Interdigital Transducer)를 사용합니다. IDT는 전기 신호를 음파로 변환한 다음 다시 전기 신호로 변환하는 장치의 양쪽 끝에 삽입된 금속 전극을 가지고 있습니다.
전기 에너지가 음파로 변환되면 파동은 석영, 탄탈산리튬(LiTaO3) 또는 니오브산리튬(LiNbO3)과 같은 기판 재료로 진폭이 감소하면서 탄성 압전 재료의 표면을 가로질러 이동합니다. 이러한 붕괴는 SAW 필터에서 삽입 손실을 일으키는 원인입니다.
SAW(Surface Acoustic Wave) 필터는 최대 3GHz 애플리케이션에 가장 적합합니다. 필터 선택성은 1.5GHz 이상에서 감소하기 시작하고 약 3GHz에서는 적당한 성능 요구 사항이 있는 애플리케이션으로 사용이 제한됩니다.
SAW 필터의 중심 주파수는 온도 변화에 의해 상당한 영향을 받습니다. Quartz 기판을 제외하고 필터의 중심 주파수는 선형 방식으로 낮은 온도에서는 위쪽으로 이동하고 높은 온도에서는 아래쪽으로 이동합니다. 이러한 주파수 변화를 보상하기 위해 온도 변화 구성요소가 SAW 필터에 추가되는 경우가 많습니다. 또 다른 옵션은 TC-SAW 필터 , 즉 온도 보상 SAW 필터를 사용하는 것입니다 .
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