论文部分内容阅读
由薄膜体声波谐振器(FBAR)组成的体声波(BAW)双工器能够满足目前4G/LTE应用中高性能射频前端滤波的要求,是一种全新的射频前端双工器解决方案。针对4G通信频段FDD-LTE Band 7,结合工艺约束条件,设计了一个插入损耗为1.5dB,带外抑制为46 dB的BAW双工器。针对FBAR电路模型的改进、Tx与Rx滤波器的设计、移相器的设计及BAW双工器的优化设计,给出了相应的解决方案。对于FBAR MBVD电路模型的改进,建立了一种FBAR性能模型参数提取方法,性能模型的预测值与实测值误差在3%之内,验证了该参数提取方法的有效性。对于FBAR Mason电路模型的改进,采用有限元仿真方法将FBAR的两种能量损耗机制考虑在内,通过阻抗曲线拟合的方式提取了电路模型中的新增参数。对于Tx与Rx滤波器的设计,分析了影响滤波器性能的各个因素,提出了一种分步的BAW滤波器参数化设计方法。结合BAW滤波器带内纹波减小方法,给出了满足技术指标的Tx与Rx滤波器设计。对于移相器的设计,选用π型LC电路结构。采用易于制备的平面栅型电感结构,通过增大金属层厚度及线宽设计了一种Q值为20左右为硅基平面电感。通过加厚FBAR顶电极的方式设计了一种与FBAR工艺兼容的“BAW”电容,Q值也为20左右。采用设计得到的电感电容构成的移相器在2535 MHz的相移值为90.3度,插入损耗为0.8 d B,满足设计要求。BAW双工器中Rx滤波器对Tx滤波器的负载效应,会使Tx滤波器的插入损耗性能退化而带外抑制性能过剩,进而使得BAW双工器性能不佳。为了解决这一问题,提出了一种BAW双工器的优化设计方法。设置BAW双工器中Tx滤波器的串联FBAR单元谐振区面积,及并联FBAR单元与串联FBAR单元谐振区面积比值为两组优化变量,通过牺牲Tx滤波器过剩带外抑制性能的方式,采用基于梯度的优化算法计算得到了两组优化变量的最终取值。