该文提出了一种获得相对带宽约为70.61%的基于氮化铝薄膜的超宽带薄膜体声波谐振器(FBAR)滤波器的设计方法，即在中心频率为6.5 GHz下滤波器的带宽为4.835 GHz。仿真分析表明，通过串并联电感的方式，并在电感端串并联电容，可消除因增加电感而带来的谐波谐振点干扰对带通的影响，实现了FBAR滤波器的超宽带。该工作开辟了设计和制作带宽超过3 GHz的超宽带体声波滤波器的新途径。

该文基于FDTD数值仿真法研究了电导率对ZnO体声波谐振器谐振频率的影响规律, 为体声波声放大器、可调滤波器及探测器的优化设计提供指导。电导率的影响通过连续性方程引入, 为了提高仿真精度, 连续性方程采用四阶Adams-Bashforth差分格式。仿真结果表明, 电导率在1~30 mS/m时, 对谐振器谐振频率具有显著的调制效果。

提出了一种并联体声波谐振器(BAWR)与Ga2O3基MSM紫外传感器的新型高灵敏度传感器结构, 即体声波谐振式日盲紫外光传感器(BAWR-UV Sensor)。设计并制备了MSM Ga2O3紫外传感器和BAWR传感器, 将实测的光、暗S参数在仿真软件中封装为S1P数据模型代替MSM等效电路, 用MBVD模型代替BAWR等效电路, 通过并联两种结构建立了BAWR-UV仿真模型; 采用ADS软件仿真了BAWR核心参数对BAWR-UV传感器灵敏度的影响, 研究了提高灵敏度的设计方案。仿真结果表明, 在0.5~4.5GHz频率范围内, BAWR-UV的并联Q值越大, 阻抗灵敏度越高, 同时阻抗灵敏度随频率降低而增大, 在并联谐振频率fp=0.533GHz时获得最佳阻抗灵敏度为100kΩ/(μW/mm2); 频率灵敏度随频率的升高而增大, 在fp=4.5GHz时获得最佳频率灵敏度为1.4MHz/(μW/mm2)。最后, 开展了高灵敏度日盲紫外传感器的探索。

基于薄膜体声波谐振器(FBAR)技术的滤波器频率温度系数为(-30~-25)×10-6/℃，其电学性能受环境温度影响较大,将降低滤波器在全温工作的性能，限制其应用环境，尤其是对滤波器通带插损与矩形系数要求高的应用场合。该文在常规FBAR滤波器中引入正温度系数的SiO2材料层，通过对滤波器的层叠位置设计及加工工艺等技术的研究，研制出S波段温补型FBAR滤波器器件，其工作频率为3, 1 GHz，插入损耗为2, 0 dB，带外抑制不小于30 dB，频率温度系数为-0, 02×10-6/℃。

为了正确分析和设计薄膜体声波谐振器(FBAR)器件，需要对谐振器Mason模型中的仿真参数(如机电耦合系数、介电常数及粘滞系数等)进行准确提取。通过简谐近似，在Mason模型中引入了厚度方向位移的横向分量，提高了参数提取的准确性。使用谐振器开路和短路图形的散射参数，提取了探针及测试焊盘的等效电路参数，对谐振器进行去嵌。根据拟合得到的模型参数，仿真了中心频率为5, 43 GHz的滤波器。结果表明，采用该方法提取的模型参数仿真结果和滤波器探针测试曲线的通带形状吻合较好。

该文设计了一款2, 4 GHz WiFi频段(2 401~2 483 MHz)薄膜体声波谐振器(FBAR)滤波器。采用一维Mason电路模型，在ADS中搭建了阶梯形滤波器电路;在HFSS中建立了封装结构和测试电路有限元电磁模型，并在ADS中完成了联合仿真设计。通过微机电系统(MEMS)工艺制备与测试，滤波器在2 401~2 483 MHz频段的插入损耗≤2, 2 dB。在2 520~2 900 MHz处,带外抑制≥40 dB，滤波器体积仅1, 1 mm×0, 9 mm×0, 65 mm。

该文采用磁控溅射法在蓝宝石基片上制备出高择优取向的极薄氮化铝(AlN)压电薄膜。使用原子力显微镜(AFM)和X线衍射仪(XRD)分析了AlN压电薄膜的表面形貌和取向, 并用膜厚测试仪和应力测试仪检测了AlN压电薄膜的膜厚和应力。试验结果表明,制备的AlN压电薄膜择优取向(002)良好, 摇摆曲线半高宽达到3.21°, 均方根粗糙度为1.56 nm, 应力为-6.22 MPa。利用该文研究的AlN压电薄膜制作工艺研制的高频声体波延迟线工作频率达到24 GHz, 插入损耗为50.7 dB, 优于美国Teledyne公司的产品。

通过优化K波段声体波换能器设计, 突破200 nm极薄压电薄膜制备和微带线匹配等技术, 研制了K波段体声波延迟线样品。研究结果表明, 样品的中心频率大于23 GHz, 带宽大于1 000 MHz, 延迟时间295 ns, 外形尺寸约25 mm×16 mm×14 mm, 是目前国内外已报道的工作频率最高的声体波延迟线。

声学滤波器是当前射频前端模块中最核心元器件之一。随着第五代(5G)移动通信技术的深入推进, 对滤波器的技术要求也不断提高。近年来, 在一些新架构、新材料和先进建模技术的加持下, 声学滤波器技术屡有突破, 已研制出多种高性能声学滤波器。该文对高性能声表面波(SAW)和声体波(BAW)滤波器技术(包括UltraSAW、LowDriftTM和NoDriftTM、I.H.P SAW、XBARTM、XBAW滤波器等)的研究情况进行了介绍与评述。最后对未来声学滤波器将面临的技术问题做了简要总结。

体声波(BAW)环行器作为一种新型的声学环行器, 与传统铁氧体环行器相比, 其不需要铁磁材料和外加偏置磁场, 且具有小体积、低成本、与CMOS工艺兼容等优势, 在现代无线通信系统中具有广阔的市场前景。该文描述了BAW环行器的基本原理和结构, 介绍了国内外研究现状, 比较了不同结构和调制电路的性能, 分析了印制电路板(PCB)的布局和测试, 总结了BAW环行器的特点和发展方向。