【摘 要】
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利用薄膜体声波谐振器（FBAR）制作成的滤波器,双工器,多工器等具有滤波曲线陡峭,插入损耗小,隔离度高,适应更高的工作频段等更加优秀的滤波器性能。在5G通讯高速发展的大时代背景下,对移动终端的射频前端的滤波器提出更优的性能,更高的频率,更大的功率容量等要求,用FBAR滤波器作为射频前端的高性能滤波器将会成为未来的热门趋势。因此对FBAR滤波器建模,仿真设计以及算法的基础研究对FBAR滤波器的应用显
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利用薄膜体声波谐振器（FBAR）制作成的滤波器,双工器,多工器等具有滤波曲线陡峭,插入损耗小,隔离度高,适应更高的工作频段等更加优秀的滤波器性能。在5G通讯高速发展的大时代背景下,对移动终端的射频前端的滤波器提出更优的性能,更高的频率,更大的功率容量等要求,用FBAR滤波器作为射频前端的高性能滤波器将会成为未来的热门趋势。因此对FBAR滤波器建模,仿真设计以及算法的基础研究对FBAR滤波器的应用显得尤为重要。本文课题针对FBAR滤波器设计和综合算法展开了研究。在FBAR滤波器设计方面:1.介绍了FBAR滤波器基本工作原理和设计流程,为了精准模拟FBAR声电特性,推导了常用的梅森（Mason）等效电路模型,阐述了Mason模型的物理意义。而后针对应用到发射端的FBAR滤波器高功率容量的需求,借助ANSYS平台仿真软件,给出了在高功率单音信号输入情况下,估算FBAR滤波器上谐振器温度分布的具体方法,并且应用到后续的工程设计中。2.根据实验设计目标,结合具体工艺设计了一款工作在4G Band 41通信频段（2.535GHz-2.655GHz）,绝对带宽为120MHz的FBAR滤波器。对裸芯片和封装芯片进行了测试,并对测试结果进行了详细的分析。最后根据流片结果和高功率条件下的温度仿真,在第一次滤波器设计基础上进一步改进,仿真设计出了达到实验目标要求的高性能FBAR滤波器。在FBAR滤波器综合算法方面:1.本文详细介绍了一种声波滤波器综合算法。从目标滤波器带宽,回波损耗,阶数,传输零点位置等滤波器响应目标出发,借助切比雪夫特征多项式得到特定目标响应的S参数,利用悬置谐振器模型将声波谐振器和梯形连接的滤波器结构进行简化,根据二者之间的零点对应关系对谐振器参数进行逐一提取和还原。最后通过ADS仿真验证了算法的正确性。2.在滤波器综合算法基础上,阐述了通过引入外加电容电感等元件调整输入相位,消除负载效应的声学双工器综合方法。并且为增强算法的实用性,进一步提出了一种在有效机电耦合系数限制条件下,对参数进行有效机电耦合系数修正的具体方法。最后也对该算法目前存在的局限性进行了分析。
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