回音壁模高Q蓝宝石谐振器研究与设计

采用径向+轴向模式匹配法完成了蓝宝石回音壁的模式分析,包括高次回音壁模式谐振频率的计算和电磁场分布,并研究了回音壁模谐振器的金属腔体设计等关键问题。制作的高Q蓝宝石谐振器在10.99GHz处,有载Q值达到了45000、插入损耗小于9dB。谐振器性能指标优越,非常适合应用于低相位噪声振荡器设计中。     

用于声光移频的声表面波谐振器

针对一种喇曼型声表面波声光器件的设计需求,设计制作出一种能够满足喇曼-奈斯衍射要求的、低损耗、高Q值声表面波谐振器。利用耦合模(COM)理论仿真谐振器的性能,建立谐振器的COM模型,求解COM方程,提取出COM参数。利用COM软件仿真设计谐振器的结构参数,设计的谐振器中心频率为78.028MHz,Q值为10 428,插入损耗为-6.153dB。利用微加工技术加工制作出声表面波谐振器,用矢量网络分析仪对其性能进行测试,得到谐振器实际中心频率为78.34MHz,插入损耗为-11.273dB,Q值为6 465.7,该谐振器能够满足喇曼型声表面波声光器件的应用需求。     

声学梳谱信号产生器件的探索

介绍了工作频率在约为10GHz的UHF频段,可产生梳谱信号的高次谐波声体波谐振器(HBAR)的原理、设计和制作工艺方法。设计了Au/Cr/ZnO/Au/Cr/YAG/Cr/Au/ZnO/Cr/Au双端结构的谐振器,试验样品在谐振频率2.240 137GHz的品质因数(Q)值达到23 000。进一步开展氧化锌成膜工艺技术的研究,实现对HBAR设计修正,提升器件的Q值。     

声学梳谱信号产生器件的探索

介绍了工作频率在约为10 GHz的UHF频段,可产生梳谱信号的高次谐波声体波谐振器(HBAR)的原理、设计和制作工艺方法。设计了Au/Cr/ZnO/Au/Cr/YAG/Cr/Au/ZnO/Cr/Au双端结构的谐振器,试验样品在谐振频率2.240 137 GHz的品质因数(Q)值达到23 000。进一步开展氧化锌成膜工艺技术的研究,实现对HBAR设计修正,提升器件的Q值。     

960 MHz同轴介质谐振器滤波器的研制

研制了用四个高Q值介质同轴谐振器构成的带通滤波器,谐振器之间的耦合通过陶瓷基片上的电容实现,讨论了影响谐振器插入损耗的主要因素。结果表明,该四级式低损耗介质同轴谐振器滤波器中心频率f0为960MHz,插入损耗小于3.0dB,能满足设计要求。     

高Q值声表面波谐振器研究进展

声表面波(SAW)谐振器作为各类SAW器件的核心元件,其性能决定SAW器件的各项指标,其中以谐振器品质因数(Q)值最重要。该文介绍了影响SAW谐振器Q值的因素,指出目前高Q值SAW谐振器的衬底结构大多为异质声学层结构,且异质声学层结构本质为一维声子晶体。结果表明,通过在谐振器的多个位置构建声子晶体对SAW谐振器的声场能量可实现全三维约束,以提升谐振器Q值,最后展望了高Q值SAW谐振器的理想结构。     

Lamb波模态体声波压电谐振器仿真研究

随着现代通信技术的发展,对高性能射频器件的需求愈加急迫。体声波(BAW)谐振器凭借其独特的优势,满足了高频应用领域的需求,成为当下射频器件中热门的研究方向之一。该文提出一种基于叉指电极的兰姆波S0模态BAW谐振器,并讨论了支撑锚结构和压电材料对器件的品质因数(Q)值的影响,仿真分析了4种锚结构和3种压电材料下器件的品质因数情况。同时基于仿真得到的氮化铝BAW谐振器单元,采用梯形级联方式得到频带在70.36～71.45 MHz的BAW滤波器,插入损耗>-1 dB,能够适用于高频窄带应用范围。     

氮化铝Lamb波谐振器的能量损耗分析研究

本文介绍了工作频率为400 MHz和2 GHz氮化铝Lamb波谐振器的结构设计、微纳制造及测试表征，研究了锚点损耗和声子间相互作用损耗对Lamb波谐振器品质因数（Q值）的影响，并分析了不同工作频率的Lamb波谐振器的主要能量损耗来源.研究发现：对于低频谐振器，锚点损耗为其主要能量损耗来源，因此减小支撑轴宽度可减少通过支撑轴泄漏至衬底的能量，进而提高Q值；对于高频谐振器，声子间相互作用损耗为其主要能量损耗来源，因此相比于金（Au），采用铝（Al）作为叉指电极（IDT）材料的谐振器具有更高Q值.针对Lamb波谐振器的结构特点，设计了一套基于七步光刻工艺的微纳制程，成功制备了具有微型化释放腔体的Lamb波谐振器，并具备优异的性能.测试结果表明，工作频率为400 MHz和2 GHz的Al-IDT谐振器的串联品质因数（Qs）分别达到2 590和1 192.     

一种巴特勒低噪声声表面波振荡器的设计

从提高有载品质因数QL的角度出发设计了一种315 MHz低噪声声表面波振荡器.通过分析巴特勒共基声表面波振荡电路得到了QL的表示式,在此基础上设计了一个实际的315 MHz巴特勒共基声表面波振荡器样机,并对其进行了相位噪声测试.设计中使用的声表面波谐振器是R3t5,其无载品质因数Q0约为1.06×104,实际测得该振荡器的相位噪声结果为-129 dBc/Hz@1 kHz和-161 dBc/Hz@10 kHz.     

一种简化高Q器件测试的方法

低相位噪声振荡器的设计要求人们密切注意谐振器的无负载时的Q值。构置一个低相位噪声高频振荡器的目标就是在一种合适的封装中其无负载时的Q值达到400以上。此外,你要密切注意这一封装和印制电路板安排的影响。屏蔽、不适当的接地和某些构置方法均会降低无负载Q值。 Q表、各种电桥(如麦克斯韦电桥和海氏电桥)以及矢量和标量两种阻抗分析仪都是很有用但使用不