基于YZ-LiNbO3的SAW谐振器设计开题报告

1. 研究目的与意义

谐振器作为射频前端的基础器件是构成其他功能器件的基本单元，日新月异的通信技术对射频前端器件提出了更高的要求

首先是频段的要求，当前的技术和市场要求一个射频终端具有更高的频段，以便具有更多的功能。其次是通信的速度和稳定性需求，多媒体数据传输是其中一个代表，如蓝牙、Wi-Fi信号的频段为2.4GHz，高频段的应用为高速通信提供了条件。为了增加用户对音乐、图像、视频等多媒体数据的体验，人们对于通信稳定性的要求也与日俱增。最后是能耗上的需求，更宽更高的频段，更快的速度必然带来更大的能耗，为了保证射频前端器件的小型化，同时为了确保接收数据时的灵敏度，便要求射频前端器件具有较低的插入损耗。

传统谐振器由于结构的限制，其性能已无法全面满足上述通信要求。而基于铌酸锂材料的声表面波谐振器，具有抗干扰强、体积小、低插损、适合大规模生产；既可以单独使用，也可以通过级联构成滤波器。上述优点使得该谐振器拥有巨大的潜力和应用前景。

2. 研究内容和预期目标

本毕业设计根据谐振器的需求不同，改变参数获得不同的工作频段，从而研究不同频段下的声表面波谐振器的性能。对于具有2.4GHz工作频段的蓝牙、Wi-Fi，具有915MHz工作频段的Zigbee，需要设置2.4GHz和915MHz的频率点并进行分析，得到品质因数和耦合系数等并进行对比，从而获得SAW谐振器在蓝牙、WIFI、Zigbee应用中的性能表现。

本毕业设计需要把不同研究方法进行比较。然后再选择有限元分析法将IDT结构的叉指宽度、厚度、间距等对谐振特性有影响的因素进行仿真分析，需要导纳—频率图、谐振频率和反谐振频率等结果。此外还要把不同的网格划分方式进行对比。最后对谐振频率、品质因数和耦合系数的影响因素进行总结。

最终目标是设计出性能优良符合设计要求的谐振器器件。

3. 研究的方法与步骤

利用comsol有限元软件进行有限元分析，该软件可以对压电材料进行瞬态、稳态、频域等分析。声表面波器件的计算方法有δ函数模型、p 矩阵法和有限元法等。本文采用有限元法，即构造插值函数，一般通过离散化处理来构造模型的插值函数，用相邻点的插值关系来描述实际节点的行为，将物理问题转化为代数问题，通过对代数方程组的求解，来求解实际的未知节点的变化。

构建二维器件模型，对二维模型进行稳态分析。

通过布尔操作和分割的“并集”构建idt三维模型；在idt三维模型下构建长方体作为基底，对三维模型进行频域分析。

4. 参考文献

[1]电路第5版，邱关源，罗先觉，高等教育出版社

[2]高频电子线路，宋树祥，北京大学出版社

[3]射频电路设计，j.卡尔.约瑟夫，科学出版社

5. 计划与进度安排

1、3.1-3.15 查阅资料，完成开题报告，完成外文资料的翻译。

2、3.16-3.31 学习有关课题的基础知识

3、4.1-4.10确定设计思想，熟悉仿真环境，按要求进行建模。