1. 研究目的与意义
声表面波谐振器(SAW)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,通信射频前端的发展需求使得SAW技术成为当下通信邻域的研究热点之一。
为了顺应当前通信技术和市场需求的发展,需要有一个射频终端器件涵盖多种频段,以及具有多种通信功能,因此,射频元件的数量必然趋于增加。于此同时,还要保证多媒体通信的高速以及稳定。语音、视频、图像等多媒体的数据同时传输需要高速的通信效率,同时还要保证这些数据的稳定性,这对于手机通信射频前端的要求是非常大的,迫使了射频前端器件的带宽增加,以及工作频率向着更加高频率的方向发展。那么作为射频前端基本元件的谐振器,必然也会随着射频前端的高频化而向着高频的方向发展。并且为了降低射频前端在发送数据时的电力消耗,同时确保接收数据时的灵敏度,就要求射频前端器件具有较低的插入损耗。
传统的谐振器,因为结构和性能的限制,不能满足日益复杂的通信需求。本毕业设计研究的基于YZ-LiNbO3的声表面波谐振器,具有抗干扰强、体积小、一致性好、低插损,适合大规模生产等特点,可以单独使用,也可以多个谐振器构成滤波器结构,为解决上述问题提供了可能,在当前智能设备的电路设计中,有着非常重要的作用,具有很大的发展空间以及市场需求。
2. 研究内容与预期目标
设计一个针对ZigBee应用的SAW谐振器,并以YZ-LiNbO3为基底压电材料。对ZigBee在工作频段为2.4GHz、868MHz和915MHz下的SAW谐振器进行仿真分析。
从SAW谐振器性能分析的重要参数进行分析,如谐振频率与反谐振频率、品质因数Q及机电耦合系数。同时也会讨论能实现声-电信号或电-声信号转换的叉指换能器(IDT)的结构参数对于谐振器的影响,研究如何调整谐振器的性能。最终设计出性能更佳的谐振器。
3. 研究方法与步骤
利用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件,对基于YZ-LiNbO3单晶材料的SAW谐振器进行多物理场的建模与仿真;
利用有限元分析法,通过改变IDT的叉指宽度、厚度和间距,来分析对谐振器特性的影响;
采用周期边界条件,利用一对叉指电极对YZ-LiNbO3晶体单端口谐振器进行模拟分析;
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. 工作计划
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 熟悉Comsol环境,收集查询资料。
3、4.1-4.10确定设计思想,按要求设计谐振器。
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