多通道声表面波滤波器的研究.doc

多通道声表面波滤波器的研究声表面波滤波器是小型化、便携式移动通信终端的关键部件,它对于有效减小终端设备体积、增强终端抗干扰能力、提高接收灵敏度以及优化通信信道等方面都具有十分重要的作用。随着对于便携式通信终端具备多网多通道功能的日益重视,研制小型多通道声表面波滤波器具有十分重要的现实意义。针对多通道的滤波方式,传统的设计方法是采用多个单独封装的滤波器连接在一起或者将多个滤波器封装在一个外壳中来实现多通道的功能,但是这两种方法的芯片体积比较大,稳定性较差,不适用于小型化便携射频系统中。针对技术存在的不足,本文提供一种能够实现多通道滤波的单一芯片,该芯片既能实现多通道滤波的特性,又具备体积小、电路连接简单的特点。本文的主要工作内容如下:1、简要阐述声表面波器件的研究背景以及国内外现状与发展,然后对声表面波器件中的关键结构叉指换能器进行详细的介绍,并指出影响叉指换能器工作的主要因素。接着介绍声表面波滤波器和多通道声表面波滤波器的设计方法,为后续声表面波器件的设计奠定理论基础。2、ISM频段433MHz声表面波滤波器设计:文中在阐述常用声表面波器件各类模型的前提下,着重利用有限元多物理场仿真工具COMSOLMultiphysics来设计仿真一款ISM频段433MHz的声表面波滤波器,为优化仿真中出现插损偏大、频率偏移的现象,采用在基片两端加吸波器件、改变声孔径大小、改变叉指宽度、加谐振柵等方法,使得滤波器的插损降低了2.3dB,满足设计的要求。3、WiFi双通道声表面波滤波器设计:本设计采用多滤波器并联、反射柵、结构对称三种方案结合的方式,并在COMSOL下仿真得出各项参数。为优化性能,采用衬底底部深浅交叉横竖开槽的方案,且从传统的声表面波传感器结构上得到启发,将多层组合结构应用于声表面波滤波器,把传统的两层3/LiNbIDTO结构改为3/LiNbIDTO/金刚石三层结构,此结构结合3LiNbO机电耦合系数高和金刚石波速大的两项优点,为2.4G和5G频段下的滤波器插损降低0.6dB和2.1dB,使得双通道的两个频段的插损分别达到2.4dB和3.1dB,该设计基本满足器件应用方面的需求。