基于晶圆减薄工艺的LT减薄片制备

声表面波(SAW)滤波器因其小型化、低插损及高品质因数(Q)值等性能,已广泛应用于移动通信系统中。钽酸锂(LT)/SiO₂/Si结构克服了传统温度补偿型声表面波(TC-SAW)器件制备工艺难的问题,但需减薄该结构上的LT厚度,而减薄过程会导致晶圆表面有损伤残留,影响器件性能。针对这个问题,该文开展了基于减薄与抛光制备LT减薄片的工艺研究,分析了砂轮目数、砂轮与工作台转速、砂轮进给率等减薄参数对LT晶圆表面损伤的影响,以及抛光压力对损伤的去除效果。研究结果表明,在优化的工艺参数下,减薄抛光后晶圆表面粗糙度为0.187 nm,损伤深度小于1 nm,减薄片制备的TC-SAW谐振器的阻抗图和Smith圆图表明晶圆性能和一致性良好。     

多层微结构声表面波温补滤波器仿真设计

声表面波滤波器(SAWF)工作频率在宽温度范围内高度稳定是电子系统频谱控制的关键。已成为当前SAWF发展的主要技术方向。该文提出了基于多层微结构压电材料的的SAWF温度补偿技术方案,实现了基于钽酸锂(LT)压电基片上的温度补偿SAWF设计、仿真,并获得了满意的实验结果。基于LT/Si复合片法实现的SAWF频率温度系数在全温范围(-55~+85℃)内达到25×10~(-6)/℃;基于SiO_2/LT薄膜补偿法实现的SAWF频率温度系数在全温范围(-55~+85℃)内小于10×10~(-6)/℃。研制的温度补偿声表面波滤波器(TC-SAWF)达到要求,已在系统中得到应用。     

2 GHz宽带低损耗SAW滤波器的研制

利用射频电路模拟软件中构建的声表面波(SAW)低损耗滤波器设计工具,对S波段SAW滤波器的设计技术展开研究。通过建立集总参数模型,分析高频下封装效应对滤波器性能的影响,并成功研制出中心频率达2.2GHz,最小插入损耗为-3dB,相对带宽达到7%的SAW滤波器,测试与仿真结果基本一致。     

2 GHz宽带低损耗SAW滤波器的研制

利用射频电路模拟软件中构建的声表面波(SAW)低损耗滤波器设计工具,对S波段SAW滤波器的设计技术展开研究。通过建立集总参数模型,分析高频下封装效应对滤波器性能的影响,并成功研制出中心频率达2.2GHz,最小插入损耗为-3dB,相对带宽达到7%的SAW滤波器,测试与仿真结果基本一致。     

高频低温漂TC-SAW滤波器的设计

该文设计了一款温度补偿型声表面波（TC-SAW）滤波器,建立了弹性材料及压电材料温度方程,对滤波器的温度场进行仿真分析。通过在压电材料（128°YX-LiNbO₃）上沉积SiO₂作为温度补偿层,降低了滤波器的频率温度系数。为了解决在沉积SiO₂温度补偿层后,谐振器的反谐振频率处出现杂散响应,通过增加电极厚度,降低了谐振器杂散响应对滤波器性能的影响。采用四阶级联提高滤波器的带外抑制。仿真结果表明,设计的TC-SAW滤波器中心频率为2 497 MHz,频率温度系数为-9.89×10^-6/℃,-30~85 ℃工作温度范围内的带内最大插损为1.95 dB,带外抑制大于30 dB,-3 dB损耗带宽大于97 MHz。     

基于HCT-FEM和3D电磁模型的SAW滤波器性能仿真系统

该文基于分层级联有限元(HCT-FEM)和三维电磁模型构建了一套声表面波(SAW)滤波器性能仿真系统。采用Matlab协同COMSOL建立的HCT-FEM模型计算声学元件导纳,用ANSYS建立的三维电磁模型计算含芯片走线、引线/金属球、封装外壳及测试电路的外部电磁S参数,并在ADS软件中对SAW滤波器频率响应进行复原。将该系统应用于一款芯片级封装(CSP)的普通SAW滤波器和一款表贴封装(SMD)的单晶薄膜SAW滤波器电性能仿真,仿真与实测结果吻合较好。     

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。     

一种窄带温补型声表面波滤波器

该文介绍了一种频率温度系数接近0的窄带温补型声表面波滤波器。该滤波器采用黑化的42°Y-X钽酸锂为衬底,温度补偿层材料采用二氧化硅薄膜,利用化学机械抛光二氧化硅薄膜法获得了平坦表面形貌。制作了温补型声表面波滤波器样品并进行了测试。测试结果表明,该温补型声表面波滤波器的中心频率约1 360 MHz,在-55～85℃内频率漂移仅约390 kHz,频率温度系数约-2×10~(-6)/℃,插入损耗约1.3 dB。     

利用ADS仿真SAW滤波器

通过某型号镜像阻抗连接结构低损耗SAW滤波器的设计过程,说明了在ADS软件中如何建立并调用各种模型来设计SAW滤波器,尤其是调用3D电磁场仿真软件计算出的封装性能,可以适应日益增高的器件工作频率和日益缩小的封装尺寸对仿真手段的要求.表面贴装器件实测结果与理论仿真基本吻合,满足了通带平滑低损耗高阻带抑制的要求,且过渡带陡峭.     

CMMB用滤波器的仿真设计

报道了一种具有宽带宽和高阻带抑制比的中国移动多媒体广播(CMMB)用滤波器.采用了梯形声表面波(SAW)陷波网络和LC高通滤波网络的综合设计结构,运用SAW谐振器的XTAL2等效模型和Murata电感元件构建原理电路,在ADS 2009中进行综合优化仿真得出滤波器的频响曲线,使滤波器的通带插损小于2.0 dB,阻带抑制大于43 dB,能很好地进行选频.     

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。     

阶跃阻抗带通微带滤波器的设计仿真与优化

介绍了阶跃阻抗谐振器(SIR)的结构和原理,分析了这种结构谐振器的优越性,在此基础上结合平行耦合线滤波器设计原理设计了一个平行耦合SIR带通滤波器。结合射频和微波电路CAD软件———Angilent ADS2003对其参数进行了仿真和优化,大大提高了设计效率和质量。通过仿真结果表明,能够满足工程设计要求。     

用于声光移频的声表面波谐振器

针对一种喇曼型声表面波声光器件的设计需求,设计制作出一种能够满足喇曼-奈斯衍射要求的、低损耗、高Q值声表面波谐振器。利用耦合模(COM)理论仿真谐振器的性能,建立谐振器的COM模型,求解COM方程,提取出COM参数。利用COM软件仿真设计谐振器的结构参数,设计的谐振器中心频率为78.028MHz,Q值为10 428,插入损耗为-6.153dB。利用微加工技术加工制作出声表面波谐振器,用矢量网络分析仪对其性能进行测试,得到谐振器实际中心频率为78.34MHz,插入损耗为-11.273dB,Q值为6 465.7,该谐振器能够满足喇曼型声表面波声光器件的应用需求。     

阶跃阻抗带通微带滤波器的设计仿真与优化

介绍了阶跃阻抗谐振器(SIR)结构和原理,分析了这种结构谐振器的优越性,在此基础上结合平行耦合线滤波器设计原理设计了一个平行耦合SIR带通滤波器。结合射频和微波电路CAD软件——Angilent ADS2003对其参数进行了仿真和优化,大大提高了设计效率和质量。通过仿真结果表明,能够满足工程设计要求。     

Cryogenic millimeter-wave ring filter for space application

A tunerless cryogenic millimeter-wave ring filter has been designed for a space application. Detuning of the center frequency caused by thermal deformations has been compensated by a novel mechanism based on the use of two materials with different temperature expansion coefficients. An improvement of 1:8 in the detuning of the center frequency, compared to an uncompensated ring filter, is reported. By applying the new design, external tuning aids can be avoided even in applications where a wide operational temperature range is of interest. Thus, the new ring filter is especially advantageous in space-borne millimeter-wave receivers     

通带耦合特性独立可调的双频微带滤波器设计

引入一种新型双通带滤波器耦合结构,采用微带线型SIR结构分别设计了切比雪夫型和准椭圆函数型2.4GHz/5.2GHz双频带通滤波器。运用电磁数值分析软件讨论了结构参数对双通带滤波器耦合性能的影响,以及准椭圆函数型滤波器耦合结构参数对其传输零点位置的影响,并在文中给出其变化规律。基于该耦合结构的新型双频带滤波器,设计自由度更高,两个通带所需耦合系数可以独立调节。根据以上结构参数所制备的样品,其性能测试结果与仿真结果吻合良好。     

厘米波段介质带通滤波器的设计与制作

为了提高基站的通信质量,研制了高性能的窄带介质带通滤波器。选择切比雪夫低通原型设计线路,采用6个环形介质谐振器直接耦合实现滤波器,输入输出采用探针耦合。用HFSS软件对滤波器的结构进行了仿真。用εr=38的高Q值介质陶瓷材料制作了环形谐振器,分析了衬垫材料的高度对环形谐振器性能的影响,测试了级间耦合系数。最后制作出中心频率为6GHz的介质带通滤波器,滤波器的带宽窄（0.5%）,插入损耗较小,阻带衰减很高,达到了国内先进水平。     

交指型MEMS滤波器的优化设计

交指型微机电系统(MEMS)滤波器是采用MEMS工艺制备出的交指型结构滤波器,针对交指型MEMS滤波器电磁优化算法中存在速度慢,占用计算资源大等问题,对交指型MEMS滤波器优化设计方法进行了研究。采用主动空间映射算法,在ADS和HFSS软件中建立滤波器电路结构模型和三维结构电磁模型,并分别将它们用于主动空间映射算法所需的粗糙仿真和精确仿真,仅进行了5次精确仿真就完成了一款Ku波段滤波器的优化设计。结果表明,设计的滤波器中心频率为14 GHz,顶部损耗为1.6 dB,-1 dB带宽为2.2 GHz,满足设计指标要求,同时验证了优化设计方法的可行性。     

基于新型互补开环谐振器的带通滤波器

展示了一种新型互补开环谐振器(Complementary Split Ring Resonators,CSRR).文章分析了CSRR的运行机理,研究了环缝的半径、径向间距对带通滤波器性能的影响,将该结构用于一个三阶波导带通滤波器的设计.并采用有限元法对这种结构的传输特性进行了仿真.仿真结果表明,所设计的波导带通滤波器带宽满足指标700 MHz,中心频率10 GHz,插损0.5 dB,具有体积小、性能高的特点.