1 中国电子科技集团公司 第二十六研究所, 重庆 400060
2 模拟集成电路国家重点实验室, 重庆 400060
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(SAW)滤波器 全波仿真 分层级联 遗传算法 surface acoustic wave(SAW) filter full-wave simulation hierarchical cascade genetic algorithm
1 中国电子科技集团公司第二十六研究所, 重庆 400060
2 模拟集成电路国家重点实验室, 重庆 400060
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。
SAW滤波器 全波仿真 分层级联 遗传算法 SAW device full-wave simulation hierarchical cascade genetic algorithm
1 中国电子科技集团公司 第二十六研究所，重庆400060
2 模拟集成电路重点实验室，重庆 400060
该文采用一种改进型双模声表面波(DMS)结构来设计1, 5 GHz的极窄带声表面波(SAW)滤波器。DMS结构两端的反射器采用分布式多周期加权结构能够消除在声通道上传播的多种声反射模式。为灵活设计滤波器阻带抑制及带宽指标，在DMS结构的两个叉指换能器(IDT)之间加入反射器。结果表明，研制的极窄带SAW滤波器中心频率为1, 5 GHz，实测带宽为878, 75 kHz，插入损耗为5, 8 dB，阻带抑制达到45 dB。
声表面波(SAW)滤波器 极窄带 相对带宽 双模声表面波 surface acoustic wave(SAW) filter extreme narrow band fractional bandwidth double-made surface acoustic wave(DMS)
1 模拟集成电路重点实验室，重庆 400060
2 中国电子科技集团公司 第二十六研究所，重庆 400060
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。
声表面波(SAW)谐振器 宽带声表面波(SAW)滤波器 横向模式 Piston技术 surface acoustic wave(SAW) resonator wide band SAW filter transverse modes Piston technique
中国电子科技集团公司第二十六研究所，重庆 400060
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。
声表面波(SAW)滤波器 S波段 芯片级封装(CSP) surface acoustic wave(SAW) filter S band chip scale packaging(CSP)
重庆邮电大学 微电子工程重点实验室，重庆 400065
采用单层膜、梯形结构基于128°YX-LiNbO3材料研究了Al电极厚度、叉指占空比、反射栅周期、拓扑结构对插损、带外抑制和矩形度的影响。为了降低带内波动和插入损耗，该文设计了一种叉指换能器(IDT)型反射栅结构，该结构对采取优化措施前后谐振器的带内最大尖峰损耗分别降低了8, 84%和0, 55%。最后采用此反射栅结构设计了一款低插损高频声表面波(SAW)滤波器,有限元仿真结果表明，该滤波器的中心频率为2, 520 5 GHz，插入损耗为-0, 502 12 dB，带外抑制大于30 dB，-3 dB损耗带宽大于98 MHz。
占空比 声表面波(SAW)滤波器 叉指换能器(IDT)型反射栅 电极厚度 “T+π”型拓扑结构 duty ratio surface acoustic wave(SAW) filter interdigital transducer(IDT) reflector grating electrode thickness “T+π” topology
中国电子科技集团公司第二十六研究所, 重庆 400060
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。
双通带滤波器 声表面波(SAW)滤波器 芯片级封装 耦合模 dualband filter SAW filter CSP package the coupled mode
电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 四川 成都 611731
该文采用射频反应磁控溅射方法在蓝宝石(0001)基底上沉积了不同氮氩流量比下的ErAlN薄膜, 并基于ErAlN薄膜制备了声表面波(SAW)滤波器。结果表明, 随着氮氩流量比的增加, 薄膜结晶质量和c轴取向先变好再变差, 表面粗糙度先减小后增加, 当V(N2)∶V(Ar)=12∶17时, ErAlN薄膜具有最好的结晶质量和最小的表面粗糙度。基于ErAlN薄膜制备的SAW滤波器在273~288 MHz均有谐振效应, 当V(N2)∶V(Ar)=12∶17时, SAW滤波器具有最小的插入损耗和最大的传输系数。
磁控溅射 氮氩比 Er掺杂AlN薄膜 c轴择优取向 SAW滤波器 magnetron sputtering N2/Ar ratio Er-doped AlN film c-axis preferred orientation SAW filter
