该文研制了一种高性能温补型薄膜体声波谐振(TC-FBAR)滤波器。采用COMSOL软件对高性能温补型结构的谐振器进行建模和仿真，在常规一维Mason等效电路模型的基础上进行修正，再在ADS中对滤波器进行仿真优化设计，得到阶梯型结构的TC-FBAR滤波器。采用空腔型结构并制备出温补型FBAR滤波器芯片，同时在常规TC-FBAR基础上制备空气桥和凸起层结构，得到双空气桥结构的高性能TC-FBAR滤波器。测试结果表明，滤波器的中心频率为2.43 GHz，最小插损为1.02 dB，1 dB带宽为70.5 MHz，频率温度系数为1.82×10-6/℃。

通过理论仿真, 该文研制了一种改进型的3IDT-LCR结构, 并基于该结构在42°Y-X LiTaO3压电基片上研制出一种低损耗、小矩形系数的SAW滤波器。滤波器标称频率为253.75 MHz, 实测插入损耗1.05 dB, 低端带外抑制接近80 dB, 高端带外抑制接近65 dB, -1 dB带宽10.52 MHz, -3 dB带宽12.54 MHz, -40 dB带宽16.68 MHz, 矩形系数1.33。实测结果表明, 该改进型3IDT-LCR结构的SAW滤波器具备低插入损耗、小矩形系数和高带外抑制的特点。

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。

绝缘体上压电基板(POI)是一种新兴的压电单晶复合薄膜结构材料。POI基板由压电单晶材料薄层(单晶钽酸锂/铌酸锂)、二氧化硅层及高阻硅衬底构成, 采用Smart-Cut工艺制备, 可保证板层高均匀度及高质量的批量生产。通过这种基板可设计满足5G通信要求的高性能集成声表面波(SAW)谐振器和滤波器。基于POI材料制备的SAW器件具有高频、高品质因数(Q)值、低温度敏感性及较大带宽等优良特性, 同时还能在同一芯片上集成多个SAW滤波器, 具有广阔的市场应用前景。该文介绍了POI基板的制备、国内外的研究现状及POI基板在高性能SAW滤波器中的应用, 综述了制备POI基板的关键技术并展望了未来的发展趋势。

针对任意复杂拓扑结构的梯形声表面波(SAW)滤波器的精确快速设计问题, 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)代替COM模型进行SAW滤波器的设计与优化, 计算速度和优化速度与COM模型相当。通过42°Y-X LiTaO3常规SAW滤波器的优化设计与研制, 插入损耗为0.67 dB, 2 dB相对带宽为3.85%, 验证了该方法的有效性和可行性。

该文研制了一种晶圆级封装(WLP)的C波段薄膜体声波谐振器(FBAR)滤波器。采用一维Mason等效电路模型对谐振器进行设计，并使用HFSS对电磁封装模型进行优化，再在ADS中对滤波器进行仿真优化设计，得到阶梯型结构的FBAR滤波器。采用空腔型结构并制备出FBAR滤波器芯片，同时利用覆膜工艺对FBAR裸芯片进行覆膜和电镀等WLP工艺，得到WLP的FBAR器件。测试结果表明，滤波器的中心频率为6, 09 GHz，中心插损为2, 92 dB，通带插损为3, 4 dB，带宽为112 MHz，带外抑制大于40 dB。

针对任意复杂结构声表面波(SAW)器件精确快速分析及其内部多物理场耦合效应的精确表征问题，该文在充分考虑SAW器件实际存在的各种影响因素下，采用有限元分层级联算法推导出有限长结构SAW器件的有限元数学模型。基于全波仿真技术，考虑管座及键合线等封装模型电磁效应，对漏波型42°Y-X LiTaO3温度补偿型声表面波(TC-SAW)器件进行计算，通过与实验结果对比,验证了计算模型的精确性，为高性能SAW器件的精确快速设计提供了支撑。

兰姆波谐振器(LWR)作为一种新兴的压电微机电系统(MEMS)声学器件，同时具有高工作频率、高机电耦合系数、高品质因数值及低功耗等特点，其制造工艺与集成电路工艺兼容，可在单片晶圆上实现多频率器件。基于LWR的声学滤波器是实现高性能射频前端组件的有效解决方案之一，能够满足未来通信设备多频率及集成化的发展要求，其相关研究已成为微声器件领域的热点。该文简要介绍了兰姆波的基本原理，综述了近年来基于氮化铝(AlN)薄膜和铌酸锂薄膜(LNOI)的压电MEMS兰姆波器件研究取得的最新成果，并讨论了压电MEMS兰姆波器件的发展趋势。

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。仿真结果表明，慢速区域尺寸占空比为0, 692，长度约为0, 65λ(λ为波长)时，主模附近的横向模得到完全抑制，并通过实验验证了其有效性。这为Piston技术应用于Cu/15°YX-LiNbO3宽带SAW滤波器的横向模抑制提供了指导。

该文研制了一款频率3, 4 GHz的S波段声表面波(SAW)滤波器。该滤波器采用一种由新型谐振器构成的阻抗元结构，能提升抗热释电静电损伤能力，用时可在一定程度上提升器件的功率承受能力。同时研制了尺寸为2, 0 mm×1, 6 mm的芯片级封装(CSP)基板。采用倒装焊工艺实现了芯片与CSP基板的电连接，降低了电磁寄生影响。结果表明，研制的SAW滤波器频率为3, 408 GHz，插损为2, 23 dB，8 GHz远端阻带大于30 dB，且实测的功率承受能力达到30 dBm。