《有质量评定的声表面波（SAW）和体声波（BAW）双工器 第2部分：使用指南GBT 43186.2-2023》详细解读

《有质量评定的声表面波（SAW）和体声波（BAW）双工器第2部分：使用指南GB/T43186.2-2023》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义3.1与响应特性相关的术语3.2与声表面波和体声波双工器相关的术语4技术通则5声表面波(SAW)和体声波(BAW)双工器基本原理5.1基本功能contents目录5.2基本结构5.3工作原理5.4同向双工器5.5多工器6声表面波(SAW)和体声波(BAW)双工器特性6.1SAW和BAW双工器的一般条件6.2SAW和BAW双工器的典型特性contents目录7应用指南7.1功率耐受性7.2谐波和互调失真7.3双工器的测量方法7.4静电参考文献011范围123本标准详细阐述了声表面波（SAW）和体声波（BAW）双工器的性能参数、测试方法、质量评定等要求。提供了双工器在通信系统中的应用场景和使用条件。明确了双工器的可靠性、稳定性及安全性能等方面的要求。涵盖内容适用范围本标准适用于声表面波（SAW）和体声波（BAW）双工器的设计、制造、测试和使用过程。01可作为采购、验收及质量监管的依据，确保双工器的性能和质量符合相关要求。02适用于各类通信系统，如移动通信、卫星通信等，对双工器进行选型、配置和优化提供参考。03022规范性引用文件国家标准引用引用了《声表面波（SAW）和体声波（BAW）术语》等基础性标准，为双工器的设计和制造提供了统一的术语和定义。参照了《有质量评定的声表面波（SAW）滤波器》和《有质量评定的体声波（BAW）滤波器》等相关标准，确保双工器的质量评定与单一滤波器保持一致性。借鉴了国内外声表面波（SAW）和体声波（BAW）双工器相关的先进行业标准，如无线通信、汽车电子等领域的应用标准。结合行业发展趋势，吸收了最新的技术要求和测试方法，使标准更具前瞻性和实用性。行业标准引用国际标准引用参照了国际电工委员会（IEC）和国际标准化组织（ISO）等制定的相关国际标准，提高了标准的国际通用性。引入了国际先进的测试方法和质量评定体系，为国内外企业提供了统一的双工器性能评价准则。033术语和定义3.1声表面波（SAW）双工器定义声表面波（SAW）双工器是一种基于声表面波技术实现的双工器，它利用声波在固体表面传播的特性，实现信号的滤波和分离。功能构成SAW双工器能够同时处理发射和接收信号，具有优异的频率选择性和低损耗特性，被广泛应用于无线通信系统中。它由输入/输出端口、滤波器、谐振器等基本元件组成，通过精确设计各元件的参数，实现所需的频率响应。应用由于其优异的性能，BAW双工器在智能手机、平板电脑等移动终端中得到了广泛应用。定义体声波（BAW）双工器是一种利用体声波在固体内部传播的特性制成的双工器。特点相比SAW双工器，BAW双工器具有更高的频率、更低的损耗和更小的体积，适用于高频无线通信系统。3.2体声波（BAW）双工器3.3关键性能指标插入损耗指信号通过双工器时产生的能量损耗，是衡量双工器性能的重要指标之一。隔离度表示双工器在发射和接收信号之间提供隔离的能力，即防止信号相互干扰的程度。带宽指双工器能够处理的信号频率范围，带宽越宽，表示双工器能够处理的信号种类越多。带外抑制衡量双工器对带外信号的抑制能力，即阻止不需要的信号通过双工器。043.1与响应特性相关的术语3.1.1插入损耗定义指信号通过双工器时产生的损耗。包括材料、设计、工艺等。影响因素插入损耗越小，双工器的性能越优。重要性定义指双工器在发射和接收端口之间的信号隔离程度。重要性隔离度越高，发射和接收信号之间的干扰越小。3.1.2隔离度指双工器通带内信号的频率范围。定义包括工作带宽、通带带宽等。分类带宽的大小直接影响双工器的滤波效果和应用范围。影响因素3.1.3带宽010203定义指双工器对通带外信号的抑制能力。重要性带外抑制越强，双工器的抗干扰能力越强，信号传输质量越高。3.1.4带外抑制053.2与声表面波和体声波双工器相关的术语定义声表面波双工器是一种利用声表面波传播特性，在同一基片上实现信号的收发双工功能的器件。工作原理应用领域声表面波（SAW）双工器声表面波双工器通过精确设计滤波器结构，使发送和接收信号在不同的频率上实现分离，从而达到双工通信的目的。广泛应用于移动通信、卫星通信等无线电通信系统中。定义体声波双工器是一种利用体声波在晶体中的传播特性，实现信号收发双工功能的器件。工作原理与声表面波双工器类似，但体声波双工器利用的是晶体内部的体声波，而非表面波，具有更高的频率和更好的性能。应用优势体声波双工器具有高频率、低损耗、高抑制等特性，适用于更复杂的通信环境和更高的性能要求。体声波（BAW）双工器插入损耗指信号通过双工器时产生的能量损耗，插入损耗越小，双工器的性能越好。隔离度指双工器收发端口之间的信号隔离程度，隔离度越高，收发信号之间的干扰越小。带宽指双工器能够处理的信号频率范围，带宽越宽，适用的通信频段越广。带外抑制指双工器对带外信号的抑制能力，带外抑制越强，对邻近频段的干扰信号抑制效果越好。双工器性能指标064技术通则4.1术语和定义体声波（BAW）是指在固体内部传播的弹性波。与SAW相比，BAW具有更高的频率和更好的温度稳定性，适用于高频、高温等恶劣环境。双工器是指能够同时实现收发功能的器件，由滤波器、放大器、开关等部件组成。SAW和BAW双工器因具有高频率、低损耗、小体积等优点而被广泛应用于无线通信系统中。声表面波（SAW）是指在固体表面传播的一种弹性波，其能量集中于表面附近。它具有低损耗、高频率、易于集成等优点，广泛应用于通信、雷达、传感等领域。030201本标准中使用了多种符号来表示不同的物理量、参数和单位等。例如，f表示频率，L表示电感，C表示电容等。这些符号在文中具有特定的含义，需要注意识别。符号为了简化表述和提高可读性，本标准中使用了大量的缩略语。例如，SAW代表声表面波，BAW代表体声波，RF代表射频等。这些缩略语在文中第一次出现时通常会给出全称，以便读者理解。缩略语4.2符号和缩略语技术要求本部分详细规定了SAW和BAW双工器的性能要求，包括频率范围、插入损耗、隔离度、带外抑制等关键指标。这些要求确保了双工器的性能能够满足无线通信系统的需求。测试方法为了验证双工器是否符合技术要求，本部分提供了相应的测试方法。这些测试方法涵盖了关键指标的测量原理、测试设备、测试步骤和数据处理等方面，为双工器的研发、生产和质检提供了有力的支持。4.3技术要求与测试方法环境适应性SAW和BAW双工器在实际应用中可能面临各种恶劣的环境条件，如高温、低温、潮湿、振动等。本部分对双工器在这些环境下的性能稳定性提出了要求，并给出了相应的测试方法和评估准则。寿命预测为了评估双工器的使用寿命和可靠性水平，本部分提供了寿命预测的方法和模型。这些方法和模型基于大量的实验数据和统计分析，可以帮助研发人员预测双工器在不同应用场景下的寿命表现，为产品的设计和优化提供指导。4.4可靠性考虑075声表面波(SAW)和体声波(BAW)双工器基本原理声表面波传播特性声表面波是在固体表面传播的一种弹性波，其能量集中于表面附近，具有较低的传播损耗。滤波器功能实现SAW双工器利用声表面波的频率选择特性，将输入信号分离为发射和接收两个频段，实现信号的双向传输。关键参数影响SAW双工器的性能受到材料选择、电极设计、工艺制造等多个关键参数的影响，需进行精细调整以达到最佳性能。0203015.1声表面波（SAW）双工器原理滤波器功能实现BAW双工器利用体声波的谐振特性，在特定频率下形成驻波，从而实现信号的筛选和分离。关键技术与优势BAW双工器采用了先进的薄膜技术和微纳加工工艺，具有体积小、性能稳定、频率选择性好等优势。体声波传播特性体声波是在固体内部传播的一种弹性波，具有较高的传播速度和能量密度。5.2体声波（BAW）双工器原理5.3SAW与BAW双工器比较性能差异SAW双工器在低频段具有较好性能，而BAW双工器在高频段表现更优，二者在频率覆盖范围上存在差异。应用场景选择根据具体通信系统的需求，如频段、带宽、损耗等指标，选择合适的双工器类型以实现最佳性能匹配。发展趋势随着5G、6G等新一代通信技术的不断发展，SAW和BAW双工器将面临更高的性能挑战，需持续进行技术创新与升级。085.1基本功能5.1.1频率划分与选择双工器能够精确划分和选择不同的频率，实现信号的分离与合成。01在复杂的通信系统中，双工器通过其频率选择特性，确保各信道间的互不干扰。02针对不同应用场景，双工器可提供定制化的频率划分方案。03双工器具备优异的信号传输性能，能够确保信号在传输过程中的质量。通过降低信号损耗和噪声干扰，双工器提升整体通信系统的可靠性。双工器采用高品质材料制造，具备稳定的性能指标，满足长期使用的需求。5.1.2信号传输质量保障0102035.1.3体积小巧，便于集成0302双工器采用先进的封装工艺，实现体积的小型化，便于在各类通信设备中集成应用。01双工器的轻量化设计还有助于降低通信设备的整体重量，提升便携性。小巧的体积有助于节省宝贵的空间资源，提升整体系统的集成度。双工器在设计和制造过程中充分考虑节能环保因素，采用低功耗设计，降低能源消耗。在使用过程中，双工器能够有效减少信号干扰和浪费，提高频谱资源利用效率，助力实现绿色通信目标。通过优化材料选择和制造工艺，双工器减少对环境的污染，符合绿色通信的发展趋势。5.1.4节能环保，绿色通信095.2基本结构压电基片是SAW双工器的核心部件，用于传播表面声波。它通常选用具有高压电系数的材料，以实现高效的电声转换。声表面波（SAW）双工器基本结构叉指换能器位于压电基片之上，用于将电信号转换为声信号，或将声信号转换回电信号。叉指换能器的设计对SAW双工器的性能具有重要影响。反射栅位于叉指换能器两侧，用于防止声波向两侧扩散，从而提高声波的利用率和器件的性能。010203压电薄膜是BAW双工器的关键组成部分，用于产生和传播体声波。与SAW不同，BAW利用的是压电薄膜的纵向振动模式。上下电极分别位于压电薄膜的上下两侧，用于施加电场以激发压电效应，从而实现电信号与声信号之间的转换。空腔结构位于压电薄膜下方，用于隔离压电薄膜与衬底之间的声波传播，从而减少声波能量损失，提高器件性能。空腔结构通常采用刻蚀或键合等技术实现。体声波（BAW）双工器基本结构105.3工作原理声电转换SAW双工器利用压电效应将电信号转换为声信号，在晶体表面形成声波。声波传播与滤波声波在晶体表面传播，经过特定设计的滤波器结构，实现对不同频率信号的分离。声电再转换经过滤波后的声波再次利用压电效应转换为电信号输出，完成信号的处理。030201声表面波（SAW）双工器工作原理01激发体声波BAW双工器通过特定结构在晶体内部激发体声波，与SAW不同，体声波在晶体内部传播。体声波（BAW）双工器工作原理02体声波滤波体声波在晶体内部经过特定设计的滤波器，实现对不同频率信号的精确分离。03转换回电信号经过滤波的体声波被转换为电信号输出，供后续电路处理。材料特性压电材料的性能直接影响声电转换效率及声波传播特性，从而影响双工器性能。双工器工作性能影响因素设计工艺滤波器结构的设计及制造工艺对双工器的频率响应、插入损耗等性能具有重要影响。工作环境温度、湿度等环境因素可能对压电材料及滤波器结构产生影响，进而影响双工器的工作稳定性。115.4同向双工器定义同向双工器是指允许信号在相同方向传输的双工器，实现发射和接收信号的隔离。工作原理定义与工作原理基于声表面波（SAW）或体声波（BAW）技术，通过两组不同频率的带通滤波器，将发射信号与接收信号相分离，确保两者能同时正常工作。0102030201高隔离度同向双工器具有高隔离度特性，能有效避免发射信号对接收信号的干扰，提高通信质量。低插入损耗该设备在信号通过时产生的损耗较低，有助于保持信号的强度和稳定性。小型化设计随着技术的进步，同向双工器不断实现小型化，有利于集成到更紧凑的通信系统中。性能特点VS同向双工器广泛应用于移动通信、卫星通信、无线电中继等领域，是实现全双工通信的关键部件。发展趋势随着5G、6G等新一代通信技术的不断发展，同向双工器将面临更高的性能要求和更广泛的应用场景。未来，该设备将朝着更高频率、更低损耗、更小体积的方向发展，以满足不断升级的通信需求。应用场景应用场景与发展趋势125.5多工器多工器的基本概念功能多工器在声表面波（SAW）和体声波（BAW）技术中，主要用于实现不同频率信号的分离与组合，提高通信系统的容量和效率。定义多工器是指能够同时处理多个频率信号的器件，实现信号的合成与分配。根据实现方式不同，多工器可分为频分多工器、时分多工器等类型。分类频分多工器利用不同频率的信号在滤波器中的不同响应，实现信号的分离；时分多工器则通过在不同时间段内传输不同信号，实现信号的复用。特点多工器的分类与特点多工器的主要性能指标包括插入损耗、隔离度、带外抑制等，这些指标直接影响多工器的传输效率和信号质量。性能指标为了准确评估多工器的性能，需要采用专业的测试方法和仪器，如网络分析仪等，对其各项性能指标进行定量测量和分析。评价方法多工器的性能指标与评价方法应用领域多工器广泛应用于移动通信、卫星通信、广播电视等领域，是实现信号高效传输的关键器件。发展趋势随着通信技术的不断发展，多工器将面临更高的性能要求和更复杂的应用场景。未来，多工器将朝着小型化、集成化、高性能化方向发展，以满足新一代通信系统的需求。多工器的应用与发展趋势136声表面波(SAW)和体声波(BAW)双工器特性高频率选择性SAW双工器具有高频率选择性，能够在较窄的频带范围内实现信号的传输和接收。低插入损耗SAW双工器具有低插入损耗特性，能够最大限度地减少信号在传输过程中的衰减。温度稳定性SAW双工器采用特殊的材料和结构设计，具有良好的温度稳定性，能够在不同温度环境下保持性能的稳定。6.1声表面波(SAW)双工器特性BAW双工器具有较高的功率承受能力，能够承受较大的信号功率，适用于高功率通信系统。高功率承受能力优异的滤波性能小型化设计BAW双工器采用先进的制造工艺和设计理念，具有优异的滤波性能，能够实现对特定频率信号的高效滤波。BAW双工器采用微型化设计，具有较小的体积和重量，便于集成到各种通信设备中，节省空间并降低成本。6.2体声波(BAW)双工器特性146.1SAW和BAW双工器的一般条件环境湿度对双工器性能有一定影响，应控制在适宜范围内。湿度要求双工器应能承受一定程度的振动和冲击，以确保在复杂环境中的可靠性。振动与冲击双工器应能在规定的温度范围内正常工作，保持性能稳定。温度范围6.1.1环境条件电源要求双工器应明确所需的电源电压、电流及功率等参数，以确保稳定工作。电气性能双工器的电气性能应符合相关标准，包括插入损耗、隔离度、带外抑制等指标。信号输入/输出双工器应具备清晰的信号输入和输出接口定义，包括接口类型、阻抗匹配等要求。6.1.2电气条件双工器应具备紧凑的尺寸和轻量化的设计，以适应现代电子设备的空间限制。尺寸与重量双工器的机械结构应稳定可靠，能承受长期使用的磨损和老化。可靠性提供明确的安装指南，包括固定方式、连接方法等，以确保用户能正确安装和使用双工器。安装方式6.1.3机械条件标准符合性双工器应符合国际或国内相关标准规范，以确保与其他设备的兼容性和互操作性。调试与维护提供简便的调试和维护方法，使用户能轻松管理和优化双工器的性能。系统集成双工器应能方便地集成到现有系统中，降低整体设计的复杂性。6.1.4兼容性与互操作性156.2SAW和BAW双工器的典型特性SAW双工器声表面波（SAW）双工器具有良好的频率选择性和较低的插入损耗，在特定的频率范围内能够实现高效的信号传输。BAW双工器体声波（BAW）双工器则具有更高的Q值和更优异的带外抑制能力，适用于对频率响应要求更为严格的场景。6.2.1频率响应特性SAW双工器声表面波器件的温度稳定性相对较好，能够在较宽的温度范围内保持稳定的性能。016.2.2温度稳定性BAW双工器体声波器件的温度稳定性更为出色，其性能受温度变化的影响更小，适用于高温或低温等极端环境。02SAW双工器声表面波双工器通常具有较小的尺寸，便于集成到各种通信设备中，节省空间。BAW双工器体声波双工器在尺寸上可能相对较大，但其优异的性能使得在需要高性能双工器的应用中仍具有不可替代的地位。同时，随着技术的进步，BAW双工器的尺寸也在逐渐减小。6.2.3尺寸与集成度6.2.4功率处理能力SAW双工器声表面波双工器的功率处理能力相对有限，适用于低功率信号的处理。BAW双工器体声波双工器则具有更高的功率处理能力，能够承受更大的信号功率，适用于高功率通信系统的需求。167应用指南评估成本与可靠性在满足性能需求的基础上，对双工器的成本和可靠性进行评估，选择性价比高的产品。确定工作频率范围根据通信系统要求，选定合适的声表面波（SAW）或体声波（BAW）双工器工作频率范围。考虑性能指标在满足工作频率范围的前提下，综合考虑双工器的插入损耗、隔离度、带外抑制等性能指标，以确保通信质量。7.1双工器选择设计输入输出匹配电路根据双工器的性能指标和实际应用需求，设计合理的输入输出匹配电路，以降低信号损耗和提高电路效率。优化滤波电路针对双工器的滤波特性，设计并优化滤波电路，以减小带外干扰和提高信号质量。考虑温度与稳定性在电路设计过程中，应充分考虑双工器在不同温度条件下的稳定性，确保电路在各种环境下均能正常工作。7.2双工器应用电路设计7.3双工器调试与测试调试过程按照调试步骤逐步进行，包括电路连接检查、电源电压调整、频率调整等，以确保双工器处于最佳工作状态。测试结果分析根据测试结果，对双工器的性能进行客观评价，并针对存在的问题提出改进意见。同时，将测试结果与设计要求进行对比，验证设计的正确性。调试前准备在进行双工器调试前，应准备好相应的测试仪器和调试工具，并熟悉双工器的性能指标和测试方法。030201在使用双工器时，应避免输入信号过载或电源电压过高，以防止损坏双工器或影响性能。避免过载与过压为确保双工器长时间稳定工作，应保持良好的散热条件，如使用散热片、风扇等辅助散热设备。保持良好散热定期对双工器进行检查与维护，包括清理灰尘、检查连接线路等，以确保其始终处于良好工作状态。定期检查与维护7.4双工器使用注意事项177.1功率耐受性功率耐受性定义功率耐受性是指在规定条件下，双工器能够承受的最大功率。该参数反映了双工器在正常工作条件下对功率的承受能力，是评估其性能稳定性的重要指标。使用合适的功率源，逐渐增大输入功率，同时监测双工器的性能指标。当性能指标达到规定限值时，记录此时的输入功率作为双工器的功率耐受性。测试前需确保双工器处于正常工作状态，并按照规定的测试条件进行预热。功率耐受性测试方法影响功率耐受性的因素双工器的材料、结构和工艺等内在因素会影响其功率耐受性。外部环境条件，如温度、湿度等，也会对功率耐受性产生影响。““功率耐受性的重要性功率耐受性是双工器在通信系统中稳定运行的关键参数之一。在系统设计和使用过程中，需充分考虑双工器的功率耐受性，以确保系统的可靠性和稳定性。187.2谐波和互调失真定义谐波失真是指声表面波（SAW）和体声波（BAW）双工器在信号处理过程中产生的与输入信号频率成整数倍的频率分量。影响谐波失真会导致信号质量下降，增加系统噪声，甚至干扰其他通信系统。谐波失真定义与影响非线性特性声表面波（SAW）和体声波（BAW）双工器中的非线性元件是互调失真产生的主要原因。信号干扰当多个信号同时通过双工器时，它们之间可能相互干扰，产生互调失真。互调失真产生原因交叉调制不同频率信号在非线性作用下产生的互调失真，表现为新的频率分量。阻塞互调强干扰信号导致双工器阻塞，进而产生互调失真，影响有用信号的传输。互调失真类型与特点优化设计通过改进声表面波（SAW）和体声波（BAW）双工器的结构设计和材料选择，降低其非线性特性，从而减少谐波和互调失真。滤波技术功率控制减少谐波和互调失真的方法采用高性能滤波器对信号进行预处理和后处理，滤除谐波和互调失真分量，提高信号质量。合理控制通过双工器的信号功率，避免过高的信号强度导致非线性效应加剧，进而减少谐波和互调失真。197.3双工器的测量方法明确双工器测量的具体指标，如插入损耗、隔离度等。确定测量目的和要求根据测量需求，选用高精度、稳定可靠的测量仪器，如网络分析仪、频谱分析仪等。选择合适的测量仪器确保测量环境符合标准要求，包括温度、湿度、电磁干扰等。搭建测量环境测量准备010203按照仪器说明书和双工器接口规范，正确连接测量仪器与双