基于层次级联模型的声表面波COM参数提取方法

该文研究了基于层次级联模型的耦合模(COM)参数提取方法。通过仿真42°Y-X LiTaO₃衬底的有限长声表面波(SAW)单端谐振器,提取COM参数及建立COM参数数据库,研制了一款1 200 MHz的三换能器混合结构的SAW滤波器。结果表明,实际制作器件响应和仿真幅频响应符合性好,验证了该文提取COM参数方法的可行性,可用于指导SAW滤波器设计。     

基于COM参数提取技术设计SAW梯形滤波器

与耦合谐振滤波器(CRF)相比,声表面波(SAW)梯形滤波器具有插入损耗小,功率容量大和芯片尺寸小的优点。该文从COM参数提取出发,结合COM模型和P矩阵级联的方法,设计出一个中心频率约为350MHz,插入损耗仅有1.5 dB的三极SAW梯形滤波器。从样品的测试结果发现,这种基于COM模型的阻抗元滤波器(IEF)的设计思路是正确可行的。     

声表面波串并联谐振耦合滤波器的研制

介绍了移动电话用声表面波滤波器的市场,详细介绍了串并联谐振耦合结构式声表面波滤波器的基本原理和设计方法,同时给出了理论计算和实验结果,实验器件的插入损耗为2.6dB,带宽大于40MHz。     

基于有限元法和色散COM模型的声表面波滤波器联合仿真

针对任意复杂膜系结构和电路拓扑结构的声表面波(SAW)滤波器的精确快速设计问题,该文基于声/电/磁多物理场耦合全波仿真平台,结合基因遗传优化算法和通用图形处理器(GPGPU)加速技术,利用有限元分层级联精确模型(HCT)优化设计梯形谐振器,色散COM模型优化设计纵向耦合谐振器,实现了任意复杂膜系结构和电路拓扑结构的SAW滤波器的正向设计与优化。通过42°Y-XLiTaO₃常规SAW滤波器的优化设计与研制,设计优化结果与实验结果吻合较好,验证了该方法的有效性和可行性。     

声表面波器件光刻的衍射效应研究

声表面波(SAW)器件光刻过程中,制作的光刻胶线条宽度与掩模版不一致,特别是不同宽度的非均匀线条光刻后线宽变化值存在偏差。该文研究了接近式曝光衍射效应对线宽的影响,分析了掩模版上线条和缝隙宽度、衍射光强、掩模版与光刻胶间距等参数间的关系。结果表明,通过建立光学模型给出了计算曝光后不同线条宽度变化值的方法,采用程序编程可对掩模版数据中不同尺寸的线条和缝隙宽度进行补偿,实现SAW器件非均匀线条宽度的精确控制。     

超宽带声表面波滤波器的设计

该文精确模拟了基于弛豫铁电单晶的声表面波(SAW)梯形滤波器的性能。首先介绍了由谐振器构成的梯形SAW滤波器的工作原理,利用QUCS软件建立了七阶梯形滤波器的仿真模型。结果表明,该单晶能实现高达620 MHz的超宽带SAW滤波器(中心频率1GHz),比传统压电材料的滤波器带宽高3倍;通过优化各支路谐振器的静态电容及传统梯型滤波器的结构,牺牲了一定的带宽,但获得了较高的带外抑制和过渡带的陡峭度;讨论了不同品质因数对滤波器带内插损的影响。     

并联单端声表面波谐振器的陷波滤波器设计

通过采用并联SAW谐振器设计方法,利用SAW谐振器、压电晶体和IDT的等效电路,得出声表面波陷波器的频响曲线,解决了信号干扰的问题。此种方法突破了传统的把SAW谐振器作为串联元件的设计,并与之前的频响曲线进行比较,使得中心频率处的衰减达到30dB左右,能更好地进行选频。     

通讯用高基频带通声表面波滤波器的设计

简述了声表面波滤波器当前的发展,讨论了单端谐振型声表面波带通滤波器设计原理和设计要点,得到了一种较好的设计方案,并给出了主要参数的推导过程。通过对滤波器滤波特性影响因素的分析,改进了谐振电路结构和参数,并成功设计了中心频率为902.5 MHz,带宽为25 MHz的声表面波滤波器。     

声表面波滤波器温度敏感性仿真研究

针对不同温度场情况下任意复杂膜系结构和电路拓扑结构的声表面波(SAW)滤波器的温度敏感性精

确计算问题,首先将温度场以热应力、热应变的方式耦合声/电本征方程并考虑封装模型的电磁因素,再结合分层

级联算法和全波仿真技术,计算任意复杂膜系结构和电路拓扑结构的SAW 滤波器的温度敏感性,实现不同温度作

用下SAW 滤波器频率响应曲线、频率温度系数(TCF)值、损耗、带宽及带外抑制等性能的综合分析。通过41°Y-X

LiNbO3/SiO2/Si_poly/Si(111)复合衬底SAW 滤波器的优化设计与研制,其设计优化结果与实验结果吻合较好,

验证了该方法的有效性和可行性。     

10.

低损耗射频SAW滤波器的设计          下载免费PDF全文

耿胜董  万明  黄昆 《压电与声光》2014,36(5):685-687

采用42°Y-XLiTaO3基片,利用耦合模(COM)模型和P矩阵级联的方法对低损耗声表面波(SAW)梯形滤波器进行仿真设计。通过分析SiO2厚度对滤波器中心频率偏移的影响、建立等效电路模型对封装进行仿真,成功地设计制作了一款中心频率为1 575MHz,带外抑制大于20dB,最低插入损耗为-1.2dB的四级SAW梯形滤波器,测试结果与仿真结果相吻合。     

11.

小型化双通带声表滤波器设计研究     

彭雄  彭霄  杜雪松  唐小龙  陈婷婷  蒋平英  马晋毅  唐蜜 《压电与声光》2020,42(5):583-588

针对小型化双通带声表面波(SAW)滤波器的需求背景,对两端口、两通带的SAW滤波器的设计技术展开研究。通过搭建包含两组耦合模(COM)参数的双通带SAW滤波器声电协同仿真平台,分析优化滤波器性能,成功研制出CSP2520封装的双通带SAW滤波器,其中心频率分别为1 995 MHz和2 185 MHz,通带带宽均为40 MHz,插入损耗小于3 dB,通带间隔离度大于30 dB。测试与仿真结果基本一致。     

12.

声表面波器件耦合模模型的转换强度和相位     

董光临 《压电晶体技术》1994,(2):50-58

     

13.

无源无线声表面波压力传感器研究          下载免费PDF全文

张朋  常静  范福玲  杨益 《压电与声光》2015,37(5):737-741

无源无线传感器可对快速移动或旋转等环境下的物体进行参数测量,具有无源无线等优势。为此,采用声表面波(SAW)技术和无线射频技术研究实现了一种结构简单的无源无线声表面压力传感器。基于CC1101无线射频模块实现对SAW压力传感器感知信息的无线接收。推导出CC1101射频收发模块的阻抗匹配网络的传递函数,通过MATLAB和Multism软件进行分析和仿真,确定了匹配网络的元件参数,使射频模块工作频率可调;设计并实现了传感器样机。试验结果表明,该无源无线SAW压力传感器具有精度高,稳定性好的特点,为其工程化提供了依据。     

14.

433.92 MHz声表面波水果气体传感器研究          下载免费PDF全文

李亚  薛严冰  宋智 《压电与声光》2015,37(5):742-745

为监测水果在仓储及运输等过程中的新鲜程度,研制了一种以声表面波(SAW)单端谐振器为载体的SAW水果释放气体传感器。运用原位一步聚合法制备了聚苯胺气敏材料,在器件的敏感区域上用滴涂法涂覆敏感膜。实验结果表明,该传感器在室温条件下,对水果气体具有灵敏度高,响应恢复快等特性。对敏感机理进行了理论分析。     

15.

Cu/15°YX-LiNbO3 SAW谐振器的横向模抑制研究          下载免费PDF全文

肖强  董加和  白涛  陈彦光  陈尚权  李桦林  陈正林  马晋毅 《压电与声光》2022,44(2):202-204

Cu/15°YX-LiNbO3声表面波(SAW)谐振器作为宽带SAW滤波器的核心单元,其横向模式的存在极大地影响了SAW滤波器的通带性能,将引起带内波纹,增大器件插损,从而降低系统信噪比,引起信号误读.该文基于Piston技术抑制Cu/15°YX-LiNbO3 SAW谐振器的横向模式,利用有限元仿真优化了指条末端尺寸....     

16.

混合结构声表面波滤波器的设计          下载免费PDF全文

陈晓阳  王永安  叶志  高黄杰  曹玉 《压电与声光》2023,45(3):331-334

为了提高矩形系数,该文针对混合结构的声表面波滤波器的设计展开研究。建立仿真模型,采用纵向耦合结构级联单个谐振器或多个谐振器,并在36°Y-X LiTaO₃和41°Y-X LiNbO₃压电材料上研制出两种声表面波滤波器。测试结果表明,滤波器的矩形系数分别为1.7和2,测试与仿真结果基本吻合。     

17.

基于声表面波的TATP传感器设计          下载免费PDF全文

王露  王音心  李世国  危仁波  杨靖  江洪敏 《压电与声光》2021,43(5):591-594

三过氧化三丙酮(TATP)是一种新型的液体炸药。由于TATP分子中不含硝基,传统的一些基于硝基特征检测的技术无法对其进行有效识别检测;而现有针对TATP的检测技术存在预处理繁琐,检测时间长,灵敏度低及需要特殊设备等缺陷,无法满足现场实时、快速检测的需要。该文提出了一种基于声表面波(SAW)技术、针对TATP检测的新型传感器,将高分子材料技术与SAW技术相结合,分别利用新型树枝状高分子敏感材料的高灵敏度和选择性,与SAW传感器高质量敏感性的优点,对TATP进行快速、可靠检测,从而为实现快速防护做好准备。结果表明,该传感器检测阈值最低可达0.5×10^-6,响应速度可达到秒级。     

18.

基于COMSOL的声表面波器件三维结构仿真          下载免费PDF全文

张永威  郭涛  谭秋林  张利威 《压电与声光》2019,41(4):497-500

基于铌酸锂基底的声表面波传感器电极材料设计,采用COMSOL Multiphysics仿真分析软件对声表面波传感器单对叉指进行三维建模,并进行固体力学和静电学物理场的有限元仿真分析。结果表明,不同电极材料和厚度对其反对称模态频率、对称模态频率、导纳特性曲线及阻抗特性曲线的影响较大,且通过改变电极材料的厚度有效抑制寄生谐振为进一步的研究提供了理论依据。     

19.

新型声表面波湿度传感器     

童筱钧  王心语 《微纳电子技术》2014,(2)

为解决目前常用电容式湿度传感器存在的误差较大和一致性较差的问题,提出了采用常压化学气相淀积(APCVD)法制备的多孔SiO2膜作为吸湿材料的乐甫波声表面波(SAW)传感器感知湿度。基片采用42.75°旋转Y轴切割石英材料,乐甫波传播方向为[0°,132.75°,90°],SiO2湿敏膜厚度为0.5μm。实验结果表明:此湿度传感器灵敏度约为62 kHz/RH%,在相对湿度为50%时,最大湿滞约3%。测得的湿敏特性和迟滞特性表明,乐甫波声表面波湿度传感器线性度较好,实验证实该湿度传感器具有很好的应用前景。     

20.

新型波浪加权式高性能声表面波滤波器设计     

张帅  郭瑜  傅肃磊  李百川  王为标 《电子元件与材料》2024,(1):73-78

射频滤波器是移动通信中信号传输频率选择、噪声滤除干扰的不可或缺的关键器件。压电薄膜多层衬底结构的声表面波滤波器因具有高矩形度、低损耗等优点在近年来被广泛应用,但其谐振器固有的横向模式会极大影响滤波器性能。为此提出了一种新型的波浪加权式叉指设计的声表面波谐振器,该谐振器通过使用正弦函数作为交叠长度加权包络曲线,能够在不恶化谐振器性能的前提下有效抑制谐振器中的横向模式。将波浪加权式叉指设计的谐振器按照梯形拓扑结构级联,设计并制备了一款尺寸为1.1 mm×0.9 mm×0.55 mm的高性能滤波器。该滤波器中心频率为2.593 GHz,相对带宽为8.8%,插入损耗为0.52 dB。实物测试结果与仿真基本一致。     

低损耗射频SAW滤波器的设计

采用42°Y-XLiTaO3基片,利用耦合模(COM)模型和P矩阵级联的方法对低损耗声表面波(SAW)梯形滤波器进行仿真设计。通过分析SiO2厚度对滤波器中心频率偏移的影响、建立等效电路模型对封装进行仿真,成功地设计制作了一款中心频率为1 575MHz,带外抑制大于20dB,最低插入损耗为-1.2dB的四级SAW梯形滤波器,测试结果与仿真结果相吻合。     

小型化双通带声表滤波器设计研究

针对小型化双通带声表面波(SAW)滤波器的需求背景,对两端口、两通带的SAW滤波器的设计技术展开研究。通过搭建包含两组耦合模(COM)参数的双通带SAW滤波器声电协同仿真平台,分析优化滤波器性能,成功研制出CSP2520封装的双通带SAW滤波器,其中心频率分别为1 995 MHz和2 185 MHz,通带带宽均为40 MHz,插入损耗小于3 dB,通带间隔离度大于30 dB。测试与仿真结果基本一致。     

无源无线声表面波压力传感器研究

无源无线传感器可对快速移动或旋转等环境下的物体进行参数测量,具有无源无线等优势。为此,采用声表面波(SAW)技术和无线射频技术研究实现了一种结构简单的无源无线声表面压力传感器。基于CC1101无线射频模块实现对SAW压力传感器感知信息的无线接收。推导出CC1101射频收发模块的阻抗匹配网络的传递函数,通过MATLAB和Multism软件进行分析和仿真,确定了匹配网络的元件参数,使射频模块工作频率可调;设计并实现了传感器样机。试验结果表明,该无源无线SAW压力传感器具有精度高,稳定性好的特点,为其工程化提供了依据。     

433.92 MHz声表面波水果气体传感器研究

为监测水果在仓储及运输等过程中的新鲜程度,研制了一种以声表面波(SAW)单端谐振器为载体的SAW水果释放气体传感器。运用原位一步聚合法制备了聚苯胺气敏材料,在器件的敏感区域上用滴涂法涂覆敏感膜。实验结果表明,该传感器在室温条件下,对水果气体具有灵敏度高,响应恢复快等特性。对敏感机理进行了理论分析。     

Cu/15°YX-LiNbO3 SAW谐振器的横向模抑制研究

Cu/15°YX-LiNbO3声表面波(SAW)谐振器作为宽带SAW滤波器的核心单元,其横向模式的存在极大地影响了SAW滤波器的通带性能,将引起带内波纹,增大器件插损,从而降低系统信噪比,引起信号误读.该文基于Piston技术抑制Cu/15°YX-LiNbO3 SAW谐振器的横向模式,利用有限元仿真优化了指条末端尺寸....     

混合结构声表面波滤波器的设计

为了提高矩形系数,该文针对混合结构的声表面波滤波器的设计展开研究。建立仿真模型,采用纵向耦合结构级联单个谐振器或多个谐振器,并在36°Y-X LiTaO₃和41°Y-X LiNbO₃压电材料上研制出两种声表面波滤波器。测试结果表明,滤波器的矩形系数分别为1.7和2,测试与仿真结果基本吻合。     

基于声表面波的TATP传感器设计

三过氧化三丙酮(TATP)是一种新型的液体炸药。由于TATP分子中不含硝基,传统的一些基于硝基特征检测的技术无法对其进行有效识别检测;而现有针对TATP的检测技术存在预处理繁琐,检测时间长,灵敏度低及需要特殊设备等缺陷,无法满足现场实时、快速检测的需要。该文提出了一种基于声表面波(SAW)技术、针对TATP检测的新型传感器,将高分子材料技术与SAW技术相结合,分别利用新型树枝状高分子敏感材料的高灵敏度和选择性,与SAW传感器高质量敏感性的优点,对TATP进行快速、可靠检测,从而为实现快速防护做好准备。结果表明,该传感器检测阈值最低可达0.5×10^-6,响应速度可达到秒级。     

基于COMSOL的声表面波器件三维结构仿真

基于铌酸锂基底的声表面波传感器电极材料设计,采用COMSOL Multiphysics仿真分析软件对声表面波传感器单对叉指进行三维建模,并进行固体力学和静电学物理场的有限元仿真分析。结果表明,不同电极材料和厚度对其反对称模态频率、对称模态频率、导纳特性曲线及阻抗特性曲线的影响较大,且通过改变电极材料的厚度有效抑制寄生谐振为进一步的研究提供了理论依据。     

新型声表面波湿度传感器

为解决目前常用电容式湿度传感器存在的误差较大和一致性较差的问题,提出了采用常压化学气相淀积(APCVD)法制备的多孔SiO2膜作为吸湿材料的乐甫波声表面波(SAW)传感器感知湿度。基片采用42.75°旋转Y轴切割石英材料,乐甫波传播方向为[0°,132.75°,90°],SiO2湿敏膜厚度为0.5μm。实验结果表明:此湿度传感器灵敏度约为62 kHz/RH%,在相对湿度为50%时,最大湿滞约3%。测得的湿敏特性和迟滞特性表明,乐甫波声表面波湿度传感器线性度较好,实验证实该湿度传感器具有很好的应用前景。     

新型波浪加权式高性能声表面波滤波器设计

射频滤波器是移动通信中信号传输频率选择、噪声滤除干扰的不可或缺的关键器件。压电薄膜多层衬底结构的声表面波滤波器因具有高矩形度、低损耗等优点在近年来被广泛应用,但其谐振器固有的横向模式会极大影响滤波器性能。为此提出了一种新型的波浪加权式叉指设计的声表面波谐振器,该谐振器通过使用正弦函数作为交叠长度加权包络曲线,能够在不恶化谐振器性能的前提下有效抑制谐振器中的横向模式。将波浪加权式叉指设计的谐振器按照梯形拓扑结构级联,设计并制备了一款尺寸为1.1 mm×0.9 mm×0.55 mm的高性能滤波器。该滤波器中心频率为2.593 GHz,相对带宽为8.8%,插入损耗为0.52 dB。实物测试结果与仿真基本一致。