采用PZT薄膜的体声波RF滤波器设计

在分析体声波滤器的原理、结构及相关参数的基础上,结合锆钛酸铅薄膜的材料特性,提出了一种射频体声波滤波器设计。设计中考虑了衬底、电极的质量加载对中心频点的影响,模拟了不同连接方法下滤波器的频率特性,探讨了薄膜材料的制备、退火、刻蚀工艺的选择与优化。     

基于硅表面加工工艺的射频体声波滤波器研究

计算并讨论了由电极－压电薄膜－电极的三明治结构组成的体声波谐振器在有衬底情况下的阻抗，特别说明了厚的支撑膜对滤波器性能的严重影响。同时比较了在制作体声波滤波器时硅的体加工工艺和表面加工工艺的优劣，给出了利用硅的表面加工工艺制作的射频体声波滤波器的设计。     

基于CMOS工艺的高性能射频滤波器:体声波滤波器(BAW)

过去几年中,随着射频集成电路技术和系统结构的发展,移动电话中射频部分的很多分立器件已被替换。最为明显的就是接收机中分立的低噪声放大器(LNA)和中频(IF)滤波器已经被集成到射频集成电路中。可以预期各射频模块将逐步被集成到标准BiCMOS或CMOS集成电路中,但还是有几类射频元件的集成不太容易做到,其中就包括射频滤波器。所有的移动电话都需要射频滤波器以保护敏感的接收(Rx)信道,使之免受其他用户的发送(Tx)信号及各种射频源产生的噪声干扰。移动电话可能要求当Rx信号比干扰信号强度低120dB时仍能工作。而前置放大器无法提供足够小的互调以满足这种要求。     

AlN薄膜体声波梯形滤波器的制备与性能分析

用Mason一维等效电路模型模拟了不同级数的梯形体声波滤波器的传输特性.讨论了谐振器级联数对滤波器插入损耗和带外抑制的影响.以AlN薄膜为压电材料,采用微机电系统(MEMS)工艺流程制备了3级梯形结构的滤波器,用扫描电镜照片(SEM)和网络分析仪表征了器件的结构和传输响应特性,测试结果表明,所制备的滤波器结构完整,图形整齐,并得到滤波器的带宽为180 MHz,带外衰减为-10.12 dB,插入损耗为-5.15 dB.     

一种射频体声波滤波器的版图设计与仿真

射频体声波滤波器品质因子高,尺寸小,其性能已超过声表面波滤波器,将其替代传统的射频滤波器极具性能和价格优势。本文建立了适用于体声波滤波器性能分析的巴特沃斯—范戴克（MBVD）模型,采用梯形级联方式设计了一种射频体声波滤波器的版图。在此基础上以中心频率为1.99GHz,带宽56MHz的体声波滤波器为例,对不同连接级数梯形滤波器的插入损耗、阻带抑制进行了仿真与分析讨论,在4阶滤波器中其带外衰减达到了-29.708dB。采用微机电机械系统工艺制备的2阶和3阶滤波器传输特性的测试曲线与仿真结果基本吻合,表明射频体声波滤波器具有广泛的应用前景。该模拟结果可作为射频体声波滤波器设计的一个重要参考。     

体声波滤波器的电磁 热耦合仿真方法

为了快速有效地得到体声波(BAW)滤波器在给定功率水平下的3D温度分布,提出一种电磁-热耦合仿真方法。首先搭建BAW滤波器的热仿真模型,并设置电磁-热耦合求解方式;然后由热仿真模型生成BAW滤波器的电磁模型,以提取BAW滤波器电磁模型中的导体损耗。最后以提取的损耗作为热仿真的热源,并由电磁-热耦合仿真得到滤波器的3D温度分布。仿真结果表明,在输入功率为1 W时,该BAW滤波器的7只谐振器中,第一只串联谐振器和第一只并联谐振器分别为最热的串联谐振器和最热的并联谐振器;滤波器案例中的热点温度为81.472℃,出现在第一只并联谐振器的顶电极中;冷点温度为49℃,出现在第三只并联谐振器的压电层中。     

体声波滤波器自动布局工具的设计开发

为了实现体声波（BAW）滤波器版图的自动排布和构建滤波器的三维模型,开发了一款体声波滤波器自动布局工具。根据文献提出的BAW梯形滤波器布局设计流程,基于.NET平台,使用C#语言,创建生成滤波器版图的功能界面。根据输入的薄膜体声波谐振器(FBAR)个数和面积大小生成对应的多边形外接圆,通过FBARs的串并联连接情况,生成放置外接圆的位置,并生成多边形。生成多边形后,用户只需对其进行微调(拖动、旋转等),即可在保证滤波器性能的情况下,得到面积尽可能小的版图。在所完成的滤波器版图基础上,根据滤波器的结构参数和建模方式, 在AutoCAD中导入写好的动态链接库,创建生成滤波器三维模型的功能界面。输入FBAR膜层厚度等参数后,软件自动生成滤波器的三维模型。并自动保存为可导入电磁仿真软件的dwg文件或sat文件,方便滤波器的电磁仿真。设计开发过程中所用滤波器的结构参数等即为该文验证所设计软件的案例。证明了所开发软件的可行性。即软件在保证滤波器性能的情况下,最大限度地缩小版图面积,提高滤波器在晶圆上的面积利用率,且节省了滤波器设计人员的时间和精力。     

体声波滤波器理论及仿真

基于微加工技术制造的体声波滤波器品质因子高达数千,其性能已超过表面波滤波器,且可通过标准集成电路技术生产,将其用来替代通信系统中的传统射频滤波器,极具性能和价格优势。因此,该文以T型电路结构为基础,以固有衰减为出发点,推导体声波滤波器的通带和阻带频率特性。并以中心频率2.4 GHz、带宽36 MHz的体声波滤波器为例,作了详尽的分析和说明,并用Matlab软件仿真了其阻抗特性和传输特性。     

仪器设置对滤波器测试结果的影响

讨论了在运用网络分析仪对滤波器进行测试中，由于仪器源输出功率、中频带宽、采样步距等设置的不同对测试结果产生的影响及其原因，同时给出了测试结果的比较。     

基于六端口反射计的体声波传感器读出电路

由于体声波传感器具有灵敏度高,准数字量输出,便于集成和工作频率高等特点,使其近几年迅速发展,且因为体声波传感器具有工作频率高的特点,导致其读出电路部分复杂,不易集成,致使体声波传感器的实用性不高。为推进体声波传感器的实用化,该文提出一种基于六端口反射计的体声波传感器读出电路代替使用矢量网络分析仪的原创性设想。采用Agilent公司的射频仿真软件Advanced Design System初步验证了基于六端口反射计的体声波传感器读出电路的可行性,并给出了满足薄膜体声波谐振器的射频输出信号检测要求的六端口网络的电路设计。     

基于六端口反射计的体声波传感器读出电路

由于体声波传感器具有灵敏度高,准数字量输出,便于集成和工作频率高等特点,使其近几年迅速发展,且因为体声波传感器具有工作频率高的特点,导致其读出电路部分复杂,不易集成,致使体声波传感器的实用性不高。为推进体声波传感器的实用化,该文提出一种基于六端口反射计的体声波传感器读出电路代替使用矢量网络分析仪的原创性设想。采用Agilent公司的射频仿真软件Advanced Design System初步验证了基于六端口反射计的体声波传感器读出电路的可行性,并给出了满足薄膜体声波谐振器的射频输出信号检测要求的六端口网络的电路设计。     

低频宽带低相位波动滤波器

本文介绍了体声波的产生和抑制；叙述了我们在研制工作频率为１０．７ＭＨｚ、４０％带宽的低频宽带滤波器过程；给出了补偿体波效应所采取的措施，以及试验结果。     

大于3GHz超宽带FBAR滤波器结构设计与仿真

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。     

体声波传感器的系统级行为仿真

为证明六端口网络可用于体声波(BAW)传感器读出电路,对包含薄膜体声波谐振器(FBAR)和微带六端口网络的BAW传感器最小系统建立等效电路模型。在ADS软件中对FBAR建立Mason等效电路模型和对微带六端口网络建立等效电路模型。微带六端口网络的端口1连接射频源,端口2与FBAR相连,其他4个端口分别连接4个50Ω的电阻用于读取功率;在Matlab软件中分别使用根心解法和平均解法对FBAR的反射系数进行求解,解得两条反射系数与频率曲线,分析得到了两种反射系数近似计算方法的优劣,并分析了六端口网络工作频带的增宽方法。仿真结果表明,微带六端口网络能准确测量出FBAR的反射系数与频率曲线,证明六端口网络可用于BAW传感器读出电路。     

低频高阻带抑制SAW有源滤波组件

介绍了一种低频高阻带抑制SAW有源滤波组件的设计方法，并介绍了最新研制的滤波组件的性能。其中心频率18MHz，通带波动0.5dB，近端阻带抑制达105dB，远端阻带抑制大于95dB（其中三次谐波抑制大于75dB)，增益8dB。     

薄膜体声波谐振器技术

以微加工技术制作的薄膜体声波谐振器以及由它连接组成的滤波器为重点,介绍了其工作原理、结构模型以及相关参数,提出了一种薄膜体声波谐振器设计,并模拟了其构成射频带通滤波器的频率特性。     

一款2.4GHzWiFi频段FBAR带通滤波器设计

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。     

2μs低损耗声体波微波延迟线

通过优化换能器拓扑结构,探索长延时传声介质的双面光刻及探针提取S参数进行网络匹配等技术,改进了声体波微波延迟线换能器设计及制作工艺.研制出中心频率为4.3 GHz,带宽为200 MHz,延迟时间为1.999 7μs,插入损耗仅26 dB,直通抑制45 dB,3次渡越抑制42 dB的声体波微波延迟线.