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/℃。

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。

为了调节极窄带滤波器的带宽, 提出了一种新型的AWLR混合滤波器, 此结构引入导抗逆变器对滤波器的带宽进行调节, 该文对其调节带宽的原理和准则进行了研究。分析二端口网络的参数矩阵, 将引入导抗逆变器前后的电路网络参数进行比较, 得到其调节带宽的准则。比较引入不同逆变器后的仿真结果, 并进行验证。以J=1/123的J型逆变器为例, 引入逆变器后, 滤波器的相对带宽从0.072%提高到0.41%。获得导抗逆变器调节AWLR混合滤波器带宽的准则, 并验证了其正确性。

外部激励施加于薄膜体声波谐振器(FBAR)时会激发纵向与横向剪切的振动, 引发能量损耗, 为了减少寄生谐振, 降低FBAR器件的工作损耗, 提高器件的品质因数, 故需要抑制横向剪切振动。该文采用有限元仿真法讨论了顶电极边缘负载参数对FBAR器件横向寄生的影响, 并通过COMSOL仿真软件实现且制备了结构完整的谐振器。测试结果表明, 负载结构可有效提升器件品质因数约10%。

该文研究了双层反射结构对薄膜体声波谐振器性能的影响。采用有限元方法建立了以氮化硅为支撑层, 氮化铝为压电层, 钼为电极的器件模型。首先探究反射层的宽度对输入阻抗的影响, 为了进一步验证仿真结果, 制备了空腔型薄膜体声波谐振器。研究结果表明, 当反射层的宽度为0.5 μm时, 器件的品质因数将得到极大增强。

该文研究了一种薄膜体声波谐振器(FBAR）采用并联电感和外匹配电路的拓扑结构实现宽带滤波的方法。使用Comsol软件对FBAR进行三维结构仿真，并提取最优电极形状(变迹五边形）对应曲线到ADS中联合外匹配电路进行频带拓展，外匹配电路中的电感Ls取值直接影响滤波器带宽。经调节，最终在谐振器串联谐振频率fs=1.97 GHz，并联谐振频率fp=2.03 GHz的情况下实现了21.15%的相对带宽，此时对应的3 dB带宽为419 MHz，1 GHz处的带外抑制为11.616 dB。

基于铌酸锂(LN）薄膜的横向激发体声波谐振器(XBAR)能够兼具大机电耦合系数(K2)和高谐振频率(f）特性，有望满足5G应用的频段要求。然而，常规LN薄膜单层XBAR结构的温度稳定性较差，频率温度系数(TCF）较低。该文提出一种具有SiO2温度补偿层的SiO2/LN双层结构XBAR，并建立了精确分析层状结构XBAR的有限元模型。理论分析表明，该双层结构XBAR上激励的主模式是一阶反对称(A1)兰姆波。通过合理优化结构参数配置，能够获得高谐振频率(f~4.75 GHz）和大机电耦合系数(K2~8%），同时其温度稳定性也得到显著改善(TCF~-36.1×10-6/℃），相较于单层XBAR结构提高了近70×10-6/℃，这为研制温补型高频、大带宽声学滤波器提供了理论基础。

在5G通信时代, 体声波(BAW)滤波器件成为实现高性能射频(RF)滤波的有效解决方案。在当前BAW器件发展最成熟的薄膜体声波谐振器(FBAR)技术和专利被少数几家公司持有的大环境下, 对压电薄膜生长、器件的制备工艺等方面进行突破, 形成独有的BAW器件技术路线显得尤为重要。本文综述了AlN薄膜的生长、AlN材料在BAW滤波器件的发展、基于AlN的BAW器件的制备及其应用。在国内研究者的努力下, 基于单晶AlN的体声波谐振器(SABAR)器件, 通过在材料生长方法及制备工艺上的独立自主创新, 不仅使BAW滤波器件的性能得到了进一步提升, 也给受到国外掣肘的国内射频滤波行业带来了一条摆脱国外“卡脖子”问题的新路线。

基于时空调制(STM)的单端环行器因其输入信号和调制信号的混合, 在接近所需频带处将受到互调产物(IMP)的影响, 这些IMP不仅会对相邻通道造成干扰, 还会限制调制参数。差分环行器通过匹配两个单端环行器, 以180°相位差的调制信号分别调制两个单端环行器, 从而消除IMP, 有效地改善了环行器的插入损耗、带宽及功率容量等指标, 提高了环行器的性能, 并降低了对调制信号的要求。该文描述了差分环行器的基本原理, 对差分环行器的电路结构、调制方式及测试方法进行了总结。对比分析表明, 差分体声波(BAW)环行器在插入损耗、隔离度及功耗等方面表现出优异的性能, 有望取代大多数商业系统中的铁氧体环行器。