Научная статья на тему 'Миниатюрные фильтры на поверхностных акустических волнах с продольной связью резонаторов и сборкой по технологии "перевернутого кристалла" для аппаратуры навигационных систем глонасс-gps'

Миниатюрные фильтры на поверхностных акустических волнах с продольной связью резонаторов и сборкой по технологии "перевернутого кристалла" для аппаратуры навигационных систем глонасс-gps Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
405
97
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СИСТЕМЫ НАВИГАЦИИ / ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МОДУЛИ / ФИЛЬТРЫ НА ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ / ПЬЕЗОЭЛЕМЕНТ / СБОРКА ПО ТЕХНОЛОГИИ "ПЕРЕВЕРНУТОГО КРИСТАЛЛА"

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Орлов Виктор Семенович

Описываются конструкции и частотные характеристики фильтров несущих частот для интегральных приемных модулей навигационных систем ГЛОНАСС (GLN)-GPS : узкополосных канальных фильтров на частотные диапазоны GLN L2, GLN L3, GPS L2 и широкополосных фильтров, охватывающих несколько частотных диапазонов GLN L1+ GPS L1 и GLN L2+ GPS L2. С целью уменьшения габаритов и реализации сравнительно широких относительных полос пропускания выбраны базовые конструкции СВЧ фильтров с продольной связью первой и третьей акустических мод в резонаторах на оттекающих поверхностных акустических волн (ОПАВ). Показано, что для интегральных модулей оптимальным решением является применение СВЧ фильтров на ОПАВ, спроектированных и изготовленных в виде законченных объектов в миниатюрных корпусах типа CSSP 2,0х1,6 мм со сборкой пьезоэлементов по прогрессивной технологии "перевернутого кристалла"на шариковые перемычки. Описываются конструкции таких СВЧ фильтров, проводится анализ влияния паразитных эффектов в корпусах CSSP на параметры СВЧ фильтров на ОПАВ. Исследуются особенности поведения частотных характеристик СВЧ фильтров в широком интервале рабочих температур от -600С до +850С. Расчеты и исследования подтверждаются экспериментальными характеристиками фильтра на частоту 1202 МГц (GLN L3 ). Приводятся частотные характеристики других широкополосных фильтров на частоты 1227, 1237, 1248, 1587 МГц в корпусах CSSP. Все перечисленные фильтры освоены в серийном производстве.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Орлов Виктор Семенович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Миниатюрные фильтры на поверхностных акустических волнах с продольной связью резонаторов и сборкой по технологии "перевернутого кристалла" для аппаратуры навигационных систем глонасс-gps»

МИНИАТЮРНЫЕ ФИЛЬТРЫ НА ПОВЕРХНОСТНЫХ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ С ПРОДОЛЬНОЙ СВЯЗЬЮ

РЕЗОНАТОРОВ И СБОРКОЙ ПО ТЕХНОЛОГИИ "ПЕРЕВЕРНУТОГО КРИСТАЛЛА" ДЛЯ АППАРАТУРЫ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ ГЛОНАСС-GPS

Описываются конструкции и частотные характеристики фильтров несущих частот для интегральных приемных модулей навигационных систем ГЛОНАСС (GLN)-GPS : узкополосных канальных фильтров на частотные диапазоны GLN L2, GLN L3 , GPS L2 и широкополосных фильтров, охватывающих несколько частотных диапазонов GLN LI+ GPS LI и GLN L2+ GPS L2. С целью уменьшения габаритов и реализации сравнительно широких относительных полос пропускания выбраны базовые конструкции СВЧ фильтров с продольной связью первой и третьей акустических мод в резонаторах на оттекающих поверхностных акустических волн ( ОПАВ). Показано , что для интегральных модулей оптимальным решением является применение СВЧ фильтров на ОПАВ , спроектированных и изготовленных в виде законченных объектов в миниатюрных корпусах типа CSSP 2,0х1,6 мм со сборкой пье-зоэлементов по прогрессивной технологии "перевернутого кристалла"на шариковые перемычки. Описываются конструкции таких СВЧ фильтров , проводится анализ влияния паразитных эффектов в корпусах CSSP на параметры СВЧ фильтров на ОПАВ. Исследуются особенности поведения частотных характеристик СВЧ фильтров в широком интервале рабочих температур от -600С до +850С. Расчеты и исследования подтверждаются экспериментальными характеристиками фильтра на частоту 1202 МГц (GLN L3 ). Приводятся частотные характеристики других широкополосных фильтров на частоты 1227, 1237, 1248, 1587 МГц в корпусах CSSP. Все перечисленные фильтры освоены в серийном производстве.

Орлов Виктор Семенович,

д.т.н., Московский Технический Университет Связи (МТУСИ),

Россия, Москва,

filtrov-pav@yandex.ru

Ключевые слова: системы навигации, интегральные модули, фильтры на поверхностных акустических волнах, пьезоэлемент, сборка по технологии "перевернутого кристалла".

Для цитирования:

Орлов В.С. Миниатюрные фильтры на поверхностных акустических волнах с продольной связью резонаторов и сборкой по технологии "перевернутого кристалла" для аппаратуры навигационных систем ГПОНАСС-СРБ // Т-Сотт: Телекоммуникации и транспорт. - 2015. - Том 9. - №4. - С. 40-50.

For citation:

Orlov V.S. Miniature longitudinally coupled resonator surface acoustic wave filters with "flip-chip" assembly technology for navigation systems GLONASS-GPS. T-Comm. 2015. Vol 9. No.4, pp. 40-50. (in Russian).

Введение

Одним из путей снижения габаритов и массы приемной радионавигационной аппаратуры является использование интегральных модулей, объединяющих в одном корпусе несколько бескорпусных полупроводниковых кристаллов СВЧ и ПЧ усилителей или смесителей, а также бескорпусных кристаллов (пьезоэлементов) фильтров на оттекающих поверхностных акустических волнах (ОПАВ) для несущих и/или промежуточных частот. С точки зрения миниатюризации, оптимальным является монтаж на общей коммутационной керамической плате модуля как полупроводниковых кристаллов , так и пьезоэлементов фильтров по технологии «перевернутого кристалла» (Flip-Chip) посредством шариковых перемычек [1,2,3,4]. Однако здесь существует ряд технических и организационных проблем.

Во-первых, СВЧ фильтр на ОПАВ является комплексным объектом, электрические параметры которого определяются совокупностью акустических явлений в льезоэлементе и электромагнитных эффектов в корпусе [5,6]. В результате частотные характеристики СВЧ фильтра на ОПАВ сильно зависят от паразитных элементов (переходных сопротивлений, индуктивностей, емкостей , взаимосвязей между ними и т.д.) как самого пьезоэлемента, так и корпуса , в котором пьезоэлемент установлен, а также перемычек , соединяющих пьезоэлемент с корпусом . При моделировании СВЧ фильтра на ОПАВ указанные паразитные элементы включаются в его схему и либо минимизируются, либо , наоборот, используются для формирования требуемых характеристик, особенно в широкой полосе частот. Поэтому оптимальных результатов можно добиться, если при проектировании используются совместимые программное обеспечение и макромодели интегрального модуля , фильтра на ОПАВ и его корпуса , а весь процесс проектирования сосредоточен в одной компании, что бывает чрезвычайно редко.

Во-вторых, предприятие, выпускающее интегральные модули с использованием бескорпусных компонентов, должно одновременно обладать по крайней мере частью операций как полупроводникового производства (например, установки полупроводниковых кристаллов на эвтектику или на шариковые перемычки), так и производства СВЧ фильтров на ОПАВ ( например , резки групповых подложек на пьезоэлементы, зондового электрического контроля пьезоэлементов, установки пьезоэлементов на шариковые перемычки и т.д.), Таких предприятий или компаний в мире также крайне мало (например, TDK Corporation, Япония [1]; Samsung Electro-Mechanic, Ю. Корея [2]; бывший EPCOS, Германия [3], ныне также TDK Corporation; TriQuin Semiconductor, США [4]). Как правило, при сборке модулей СВЧ фильтры на ОПАВ не покидают гермозону, общую с другими операциями изготовления фильтров (EPCOS, Германия [3], Tai SAW Technology, Тайвань [6]).

В России подобные предприятия отсутствуют, и обычно финальная сборка модулей происходит на одном предприятии, а корпуса модулей, полупроводнико-

вые кристаллы и фильтры заказываются на других специализированных предприятиях. Если для полупроводниковых заказных кристаллов уже существует сравнительно хорошо отработанная система изготовления, поставки в виде заказных кристаллов, контроля и монтажа кристаллов в модули, то для кристаллов (пьезоэлементов) фильтров на ОПАВ такая система отсутствует. Это связано, во-первых, с большим разнообразием частот, типов, материалов и габаритов пьезоэлементов; во-вторых, с высокой чувствительностью поверхности пьезоэлементов и групповых пластин с ними к внешним воздействиям и загрязнениям, что заставляет проводить в ряде случаев дополнительную защиту пластин перед транспортировкой, например, фоторезистом, и затрудняет их резку и отмывку перед сборкой интегральных модулей; в-третьих, что самое главное, с невозможностью проведения достоверного входного контроля электрических характеристик пьезоэлементов на групповой пластине предприятием-сборщиком. Последнее объясняется тем, что во избежание электростатического пробоя, часть заземляющих и потенциальных контактных площадок электродных структур соседних пьезоэлементов на пластине соединены друг с другом дополнительными заземляющими перемычками, которые удаляются только после разрезки пластины на чипы. Кроме того, при зондовом контроле на пластине возникают иные, по сравнению с учтенными при моделировании, или дополнительные паразитные элементы и связи, в том числе между соседними структурами на пластине, искажающие реальные частотные характеристики пьезоэлемента.

Выходом из описанной ситуации может быть использование СВЧ фильтров на ОПАВ в миниатюрных корпусах типа CSSP (Ceramic Chip Size SAW Package) с габаритами от 2,0x2,5 мм до 0,8x1,1 мм и с монтажом пьезоэлемента в корпус по технологии "перевернутого" кристалла.

В этом случае фильтр представляет собой уже законченный объект, который транспортируется без дополнительной сложной защиты и параметры которого достоверно измеряются при входном контроле, а в его частотных характеристиках уже учтены необходимые паразитные элементы и связи в выбранном корпусе. Применение в интегральных модулях корпусированных СВЧ фильтров на ОПАВ с объемными (шариковыми) перемычками и "перевернутым" кристаллом вместо бескорпусных пьезоэлементов, но с проволочными перемычками имеет ряд дополнительных преимуществ.

Во-первых, использование "перевернутых" кристаллов в миниатюрных корпусах позволяет исключить длинные проволочные перемычки, работающие в СВЧ диапазоне как антенны и неизбежно увеличивающие уровень электромагнитной сигнала (ЭМС или "наводки") со входа на выход как в корпусе фильтра, так и в корпусе интегрального модуля. В результате снижения уровня "наводки" в фильтре с "перевернутым" кристаллом его избирательность увеличивается на 8-20 дБ

вплоть до 4-6 ГГц по сравнению с фильтром с проволочными перемычками.

Во-вторых, контактные площадки фильтра в корпусе CSSP размещены на обратной стороне его основания. Поэтому нет необходимости предусматривать контактные площадки по периметру фильтра на коммутационной плате интегрального модуля, как это неизбежно для соединения проволочными перемычками с бескорпусным пьезоэлементом. Таким образом, площадь, занимаемая на плате модуля фильтром в корпусе с "перевернутым" кристаллом, меньше площади бескорпусного пьезоэлемента с проволочными перемычками и контактными площадками по его периметру. Поскольку высота миниатюрных CSSP корпусов не превышает 0,7-0,8 мм, никакого колодца в коммутационной плате интегрального модуля для размещения СВЧ фильтра не требуется.

Следует также отметить, что СВЧ фильтры на ОПАВ в миниатюрных корпусах CSSP могут быть использованы и в качестве самостоятельных изделий для монтажа на поверхность печатных плат аппаратуры при условии наличия у потребителя высокого уровня технологических процессов сборки.

Описываются конструкции СВЧ фильтров на ОПАВ в миниатюрных корпусах с монтажом пьезоэлементов по технологии "перевернутого " кристалла для интегральных модулей профессиональной навигационной аппаратуры систем ГЛОНАСС - GPS различных диапазонов в интервале частот 1202-1600 МГц.

1. Выбор базовых структур фильтров

По своему функциональному назначению СВЧ фильтры на ОПАВ для навигационной аппаратуры можно разделить на две группы:

- узкополосные канальные фильтры для частотной селекции сигналов на несущих частотах в парциальных диапазонах, например, диапазонах LI, L2, L3, L5 навигационных систем ГЛОНАСС-GPS;

- широкополосные охватывающие фильтры для выделения комбинаций из нескольких парциальных диапазонов несущих частот в аппаратуре с совмещением систем ГЛОНАСС-GPS.

Границы диапазонов несущих частот для навигационных систем ГЛОНАСС-GPS-GALILEO определены различными международными соглашениями [7,8]. Распределение частот и полос пропускания канальных и охватывающих СВЧ фильтров на ОПАВ совпадает с распределением диапазонов несущих частот навигационных систем (рис. 1). Но с целью обеспечения неис-кажающей передачи сигналов в информационных полосах 13-16 МГц для коммерческой и 20 МГц для профессиональной аппаратуры, полосы пропускания СВЧ фильтров на ОПАВ должны быть расширены на величину температурных и технологических смещений их частот, что с учетом технологических погрешностей изготовления составляет от 7 до 11 МГц в зависимости от частоты 1100-1600 МГц.

1725

1190 1237 tm

1245 im

ИМ Шб 12«

11» 12*

11» гог 1227 1218

ft£6 11» 1Ш 1212 1217 12J7 12» 12»

116» 1Ш 1188 11» ШВ 1218 Ча*(9М.МГ|| 12» 1238 1248 12»

-ЦП ИГ« -1Д!НН: -1212 1111: —ШШГи -1»!МГц -imUHi -1!3I UHl -liWMHl

1.1 н L i,."diL IL [й rj.HU UflLJ-GPSLi GIN L). ¡¡PS I! a« Li-ttH L) CPSU aNli-CPSL! GLNLi

1587

1«2 Ml)

Ш к» |Ш

15*7 1») 15» 1*1«

ISM .:t*:j . МГц

1575 МГц —15*7 Mtti iSttUto -1600 МГц

GPS LI 6LHL1 * GPS 11 GUI L1 * GPS LI GLHLI

Рис.1. Распределение частот и полос пропускания узкополосных канальных и широкополосных охватывающих фильтров на ОПАВ: а - фильтры для диапазонов L2 , L3, L5

ГЛ О HACC-G PS-GALILEO; б - фильтры для диапазонов L1 ГЛОНАСС-GPS

СВЧ фильтры на ОПАВ с малыми вносимыми потерями 1,5-3,5 дБ в диапазоне 1000-2500 МГц могут быть реализованы с использованием двух базовых структур:

- лестничные фильтры с электрической связью резонаторов (Ladder Resonator Filters-LDRF) [9];

- фильтры с продольной акустической связью резонаторов (Longitudinally Coupled Resonator Filters - LCRF) [Ю].

СВЧ фильтры с продольной акустической связью резонаторов сравнительно более широкополосные и обычно позволяют реализовать относительные полосы пропускания BW1=(3,0-5,0)% на подложках из танта-лата лития и до (9,0-12)% на подложках из ниобата лития стандартных кристаллографических ориентаций. При этом вносимые потери у LCRF обычно выше на 0,4-0,8 дБ чем у лестничных с той же полосой и избирательностью. Кроме того, управление шириной полосы пропускания с целью получения ее заданного значения в LCRF более затруднено, чем в LDRF .

Лестничные резонаторные фильтры на ОПАВ сравнительно более узкополосные и обычно позволяют реализовать относительные полосы пропускания BWl=(l,0-3,5)% на танталате лития и до 8,0% на нио-бате лития. Кроме того, путем расстановки частот последовательных и параллельных резонаторов, у лестничных фильтров сравнительно легко варьировать шириной полосы пропускания при заданной неравномерности АЧХ и группового времени запаздывания (ГВЗ).

В итоге для реализации высокочастотных канальных фильтров с узкой относительной полосой для систем навигации выбирались лестничные фильтры с электрической связью резонаторов, а для реализации низкочастотных канальных фильтров и охватывающих фильтров с более широкой относительной полосой вы-

42

Т-Сотт Уо!.9. #4-201 5

Преимущество по избирательности большинства фильтров с шариковыми перемычками увеличивается с ростом частоты вплоть до 4-5 ГГц (рис. 8), но при дальнейшем увеличении частоты до 6 ГГц это наблюдавшееся преимущество нивелировалось из-за влияния электромагнитной наводки в измерительном приспособлении с прижимными контактами [13].

Типичные частотные характеристики фильтра ФП-5022 1202В20 МГц показаны на рис. 9. Как к канальным, так и к охватывающим фильтрам для навигационных систем предъявляются жесткие требования по неравномерности ГВЗ в полосе пропускания. Поэтому форма АЧХ в полосе пропускания описываемых здесь фильтров оптимизировалась с целью уменьшения крутизны параболической составляющей неравномерности ГВЗ и имела вид, близкий к Баттервортовской кривой [14]. Мелкие пульсации параболической ГВЗ, обусловленные несинхронным сложением отражённых ОПАВ в резонаторах на разных частотах, снижались до 1-5 не путем варьирования коэффициента металлизации в электродах резонаторов на ОПАВ.

ЕНЯ _____В j RI ___I__■ ■■ :

cehïef 1 вы «

SFAH s&eee ем ИНг

СН1 «Г*

сиг narv#r»

5140.894 л*

1.22235 GHï

i Й93 75 С ШгЛ

\

1

\

1 » 1

' Y ï

!

CEMTER i 202.009 000 MHï

SPf« "500.000 600

EHS S2i LQG 10 dB.J PEF -2.094 ¿B_dB 1 2Q3-75B ООО ЛН-;

У

у /

/ V

J

f

STAKT 50.00 0 000 MHz

STOP 3 050.990 000 HH*

Рис. 9. Типичные частотные характеристики фильтра ФП-5022 1202В20 МГц: а, 6 - АЧХ и ГВЗ, КСВ в полосе пропускания; в, г - АЧХ в диапазонах 500 МГц и 3,0 ГГц соответственно

I

\\ 1 .206 17В i J5 С Hz

j

s

Y

СН1 Маг к»г»

i.tei^l^r

■.SWSS,

îf Î.W05 1.23233 ьнг

4. Температурно-частотные характеристики

фильтров

Диапазон рабочих температур фильтров для профессиональной навигационной аппаратуры достаточно широк и обычно составляет от -60°С до +85°С. Поэтому с целью уменьшения температурной чувствительности характеристик в качестве материала подложки для всех типов фильтров использовался танталат лития темпера-турностабильного среза ух//42° с теоретическим температурным коэффициентом частоты ТКЧ--28 ррт/°С для случая неметаллизированной поверхности. В рассматриваемых конструкциях фильтров толщина алюминиевой пленки электродов резонаторов составляла около 5% от длины акустической волны или 2500А в фильтре на частоту 1202 Гц и уменьшалась до 1800А в фильтре на частоту 1587 МГц. В результате измеренный ТКЧ фильтров, усреднённый по значениям на нижней и верхней граничным частотам полосы пропускания по

фильтра ФП-5022, справедливы и для более высокочастотных фильтров ФП-5021, ФП-5023, ФП-5024 и ФП-5025, Более детально характеристики перечисленных фильтров приведены в [15].

[ГОТ] £21 Ш1» 1а ДВ/КЕГ -2.145 ¿В_1;-2.1428 ДЕ 1 227,312 5ЙЭ МН;

ЕШ s;L ^л; ] о .if . ■ ::-17'i

Sfna £4

1 .22" '312 5 Gb Z i г

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

I

1) 1

г

V

CEHTER i 227.000 000 MHz

SPAM 500.000 800 HHl

ESS sa LOS le de.jREr -2.153 dp_n-2.isiedB 12-16.256ова »н;

Seo Ci

i 1

г

\

I

V

CEHTER 1 24Э.000 000 MHz

SPAN 500.000 0B0 MHz

Рис. 12. Частотные характеристики канальных фильтров с гарантированными полосами 20 МГц: а - ФП-5023 1227В20 МГц для диапазона GPS L2; б - ФП-5021 1248В20 МГц для диапазона GLN L2

г \

\

\

\

/ } V

и /

CEHTER 1 га?.ЙЗЙ вео М- 7

SPW ОСГб "МГ

sa lob 19 -г.вд ав_ц-г.вэзв da : '>-'пи-

1 ч

г }

1 \

\

J \

/ \ /

л / V

^ \

CENTER 1 507.600 ООО МНг

9 РАН »0.600 060 MHz

Рис. 13. Частотные характеристики охватывающих фильтров: а - ФП-5025 1237В45 МГц для диапазонов йич 1_2+бР5 12-, 6 - ФП-5024 1587В51 МГц для диапазонов 0-№-1+СР5 И

Все описанные выше канальные и охватывающие фильтры для профессиональной навигационной аппаратуры освоены в серийном производстве.

Заключение

Для реализации низкочастотных канальных фильтров и широкополосных охватывающих фильтров профессиональной навигационной аппаратуры целесообразно использовать структуры с продольной акустической связью резонаторов ОПАВ, более широкополосные по сравнению с лестничными аналогами. Для целей миниатюризации аппаратуры оптимальным является применение в интегральных модулях бескорпусных полупроводниковых кристаллов и пьезоэлементов фильтров на ОПАВ, монтируемых на общей коммутационной плате по технологии "перевернутого кристалла". При

отсутствии на предприятии-сборщике модулей необходимых операций технологии

изготовления фильтров на ОПАВ выходом из положения может быть использование фильтра в виде завершенного изделия в миниатюрном корпусе типа CSSP с монтажом пьезоэлемента по технологии "перевернутого кристалла". В таких корпусах с габаритами 2,0x1,6x0,75 мм разработаны канальные фильтры на частоты 1202, 1227, 1248 МГц и охватывающие фильтры на частоты 1225, 1237 и 1587 МГц. Фильтры с шариковыми перемычками в корпусах CSSP обычно превосходят аналогичные фильтры с проволочными перемычками в корпусах SMD по избирательности на 5-10 дБ, но на 2-3 ррт/°С уступают им по температурной стабильности.

Литература

1. F. Uchikoba, Т. Goi, N. Harada, S. Nakai. Multi-Chip Module with Bare SAW Device, 2001 Proc. Int. Acoustic Wave Devices for Future Mobile Communication System Symposium, pp. 145-150.

2. Т. H. Kim and other "Miniaturization and Optimization of RF SAW Filter Using Wafer Level Packaging Technology", IEEE 2007 Electronic Components and Technology Conference, pp. 574-579.

3. P. Selmeier and other, "Recent Advances in SAW Packaging", IEEE 2001 Ultrasonics Symposium Proc., pp.283-292.

4. P. V. Wright. Integrated Front-End Modules for Cell Phones // IEEE 2005 Ultrasonics Symposium Proc., pp. 564-572.

5. A.N. Rusakov, V.S. Oriov, B. Chao and V. Lee. Application of Modified P-Matrix Model to the Simulation of Radio Frequency LSAW Filters // IEEE 2001 Ultrasonics Symposium Proc., pp.7-11.

6. S.H. Lin and other. Full Wave simulation of SAW Filter Package and SAW Pattern inside Package 11 IEEE 2003 Ultrasonics Symposium Proc., pp. 2089-2092.

7. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования / Под ред. А.И. Перова, В.Н. Харисова. - М.: Радиотехника, 2010. - 800 с.

8. Глобальная спутниковая навигационная система ГЛОНАСС / Под ред. В.А. Болдина, А.И. Перова, В.Н, Харисова. - М.: ИПРЖР, 1998. - 620 с.

9. V.S. Oriov, A.L. Schwartz, V.B. Chvets, E.I. Fedorov and A.O. Kustova. Design of High Selectivity Low-Loss Ladder Filters // IEEE 2004 Ultrasonics Symposium Proc., pp.56-60.

10. V.B. Chvetz, P.G. Ivanov, V.M. Makarov, V.S. Oriov. Wideband low-loss SAW filters for telecommunication and mobile radio applications // IEEE 1996 Ultrasonics Symposium Proc., pp.61-64.

11. C.K. CambeH. Surface Acoustic Wave Devices for Mobile and Wireless Communication. - Academic Press, Mew York, 1998, 364 p.

12. EPCOS SAW Components. Tiny and sophisticated. Официальный сайт www.epcos.com, фирмы EPCOS Электронный ресурс]. Режим доступа: html://epcos.com / свободный (дата обращения: 18.02.2011).

13. Туркин И.А, Сокольский В. В. Высокочастотные контактно-измерительные приспособления для контроля частотных характеристик ПАВ-фильтров // Электроника НТВ №1, РИЦ "Техносфера", ISSN 1992-4178, 2012. - С. 44-50.

14. И.С. Гоноровский, "Радиотехнические цепи и сигналы". Радио и связь, М:, 1986 ,512 стр.

15. Фильтры на поверхностных акустических волнах. Официальный сайт www.saw-filters.ru лаборатории фильтров МТУ С И [Электронный ресурс]. Режим доступа: html://saw-filters/ свободный (дата обращения: 18.02.2014).

MINIATURE LONGITUDINALLY COUPLED RESONATOR SURFACE ACOUSTIC WAVE FILTERS WITH "FLIP-CHIP" ASSEMBLY TECHNOLOGY FOR NAVIGATION SYSTEMS GLONASS-GPS

Orlov V.S., Moscow, Russia, filtrov-pav@yandex.ru

Abstract

The designs and responses of radio frequency surface acoustic wave (SAW) filters for navigation systems GLONASS (GLN)-GPS are presented in paper. These filters may be used like narrow band devices to select signals in frequency ranges GLN L2, GLN L3 , GPS L2 or like wide band devices to cover few frequency ranges GLN LI+ GPS LI or GLN L2+ GPS L2. To decrees of filter size and to obtain of its wide pass band , basic structures with longitudinally coupled I-st and 3-rd modes of leaky SAW in resonators were selected. It was show, that VHF filters on LSAW , designed like completed object in miniature CSSP packages 2,0x1,6 mm and piezoelement, assembled by progressive "flip-chip" technology, is the optimal decision for application in integrated modules of equipment. The designs of such VHF filters is show in details. The analysis of influence of parasitic effects in packages CSSP on VHF filter responses has made. The behavior of frequency responses of filters in wide temperature range from -600C to+ 850C are investigated. The simulations and investigations are confirmed by experimental responses of filter on frequency 1202 MHz (GLN L3). The frequency responses of other wide band filters on 1227, 1237, 1248, 1587 MHz are demonstrated. All filters types are manufactured by serial production.

Keywords: navigation systems, integrated modules, surface acoustic wave filters, piezoelement, assembly by "flip-chip" technology. References

1. Uchikoba F., Goi, T. Harada N., Nakai S. Multi-Chip Module with Bare SAW Device. 2001 Proc. Int. Acoustic Wave Devices for Future Mobile Communication System Symposium, pp. 145-150.

2. Kim T.H. and other. Miniaturization and Optimization of RF SAW Filter Using Wafer Level Packaging Technology. IEEE 2007 Electronic Components and Technology Conference, pp. 574-579.

3. Selmeier P. and other. Recent Advances in SAW Packaging. IEEE 2001 Ultrasonics Symposium Proc., pp. 283-292.

4. Wright P.V. Integrated Front-End Modules for Cell Phones. IEEE 2005 Ultrasonics Symposium Proc., pp. 564-572.

5. Rusakov A.N., Orlov V.S., Chao B. and Lee V., Application of Modified P-Matrix Model to the Simulation of Radio Frequency LSAW Filters. IEEE 2001 Ultrasonics Symposium Proc., pp.7-II.

6. Lin S.H. and other. Full Wave simulation of SAW Filter Package and SAW Pattern inside Package. IEEE 2003 Ultrasonics Symposium Proc., pp. 2089-2092.

7. GLONASS. Design and Functioning Principles / Editors: A. I. Perov and V.N. Kharissov. Moscow. Radio Technic, 20I0. 800 p. (in Russian).

8. Global Navigation Satellite System GLONASS / Editors: V.A. Boldin, A. I. Perov and V.N. Kharissov. Moscow: IPRGR, I998. 620 p. (in Russian).

9. Orlov V.S., Schwartz A.L., Chvets V.B., Fedorov E.I. and Kustova A.O. Design of High Selectivity Low-Loss Ladder Filters. IEEE 2004 Ultrasonics Symposium Proc., pp.56-60.

10. Chvetz V.B., Ivanov P.G., Makarov V.M., Orlov V.S. Wideband low-loss SAW filters for telecommunication and mobile radio applications. IEEE I996 Ultrasonics Symposium Proc., pp.6I-64.

11. Cambell C.K. Surface Acoustic Wave Devices for Mobile and Wireless Communication. Academic Press, New York, I998. 364 p.

12. EPCOS SAW Components. Tiny and sophisticated. EPCOS's official site www.epcos.com [Electronic Recourse]. Access conditions: html://epcos.com / Free (date of communication: I8.02.20II).

13. Turkin I.A., Sokolsky V.V. High Frequency Test-Fixture for SAW Filters Responses Control. Electronic NTB, NoI, RIC "Techno Sphere. ISSN I992-4I78, 20I2, pp. 44-50. (in Russian).

14. Gonorovsky I.S. Radio Technical Circuits and Signals. Moscow. Radio i Svyaz'. I986, 5I2 p. (in Russian).

15. Surface acoustic Wave Filters. Official site www.saw-filters.ru, [Electronic Recourse] of MTUCI Filters Laboratory. Access conditions: html://saw-filters.ru/. Free (date of communication: I8.02.20I5). (in Russian).

Information about author: Victor Orlov, doctor of sciences, Moscow Technical University of Communication and Informatics, Moscow, Russia. For citation:

Orlov V.S. Miniature longitudinally coupled resonator surface acoustic wave filters with "flip-chip" assembly technology for navigation systems GLONASS-GPS. T-Comm. 20I5. Vol 9. No.4, pp. 40-50. (in Russian).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.