1. 研究目的与意义
随着信息时代的飞速发展,无线通信领域逐渐成为研究的焦点,声表滤波器凭借其小型化、低成本、高选择性等特点,成为了智能手机中不可或缺的元件。而伴随着通信质量提升的需求以及越来越拥挤的频带,进一步提高声表滤波器的性能人们一直努力的方向。5G和物联网应用的普及,设计出符合需求的声表滤波器也将是新的挑战。
滤波器根据实现方式的不同可以分为LC滤波器、腔体滤波器、声学滤波器、介质滤波器等。不同滤波器适用于不同的应用场景,在手机无线通信应用中,由于设备尺寸较小、功率较低,因此目前智能手机使用小体积高性能的声学滤波器。SAW滤波器的特征和优点,正适应了现代通信系统设备及便携式电话轻薄短小化和高频化、数字化、高性能、高可靠等方面的要求。
SAW滤波器的主要特点是:设计灵活性大、模拟/数字兼容、群延迟时间偏差和频率选择性优良(可选频率范围10MHz ~3GHz)、输入输出阻抗误差小、传输损耗小、抗电磁干扰(EMI)性能好、可靠性高、制作的器件体积小、重量轻(其体积、重量分别是陶瓷介质滤波器的1/40和1/30左右),且能实现多种复杂的功能。800MHZ频段是一种信号覆盖广且穿透力强的信号频段,适合大范围的网络覆盖,而且它组成网的成本比较低。研究该频段的SAW滤波器具有很强的现实意义。
2. 研究内容和预期目标
本文主要研究应用于LET FDD低频段(800MHz)的DMS型SAW滤波器,在ADS平台上进行设计和仿真。具体研究内容有:
(1)研究DMS滤波器和COM模型,建立DMS滤波器电路模型。
(2)研究如何在ADS软件平台进行DMS滤波器设计与仿真。
3. 研究的方法与步骤
本课题主要的研究方法是用ADS软件对DMS型SAW滤波器进行仿真设计。具体方法是基于COM模型,根据DMS滤波器电路和原理,建立SAW滤波器的电路模型。然后改变结构参数,探究不同结构参数对滤波器性能的影响;利用P矩阵得到COM模型的特性,再将其转化为Y矩阵得到其纯电学特性,评估DMS滤波器电学性能;比较不同结构参数下的DMS滤波器性能,寻求性能最优的结构,达到预期目标。具体步骤如下:
(1)基于COM模型,根据DMS滤波器电路和原理,建立SAW滤波器的电路模型。
(2)改变结构参数,探究不同结构参数对滤波器性能的影响。
4. 参考文献
[1]宋军,吴海青,刘砚一,吴寅,徐锋. 模拟与数字电子技术实验教程[M].南京东南大学出版社:, 201809.178.
[2]俞一彪,孙兵. 数字信号处理[M].南京东南大学出版社:, 201709.277.
[3]李孟辉,齐梦珂,牟笑静,陈建军,潘虹芝,程一民,曹亮.基于COMSOL的小尺寸SAW滤波器仿真[J].压电与声光,2022,44(05):722-725 730.
5. 计划与进度安排
第一阶段 2024.02.21-2024.03.27:搜集相关文献,熟悉ADS软件的操作方法。
第二阶段 2024.03.28-2024.04.24:建立声表面波滤波器的电路模型,进行仿真验证,并对滤波器进行优化设计。
第三阶段 2024.04.25-2024.05.16:进行仿真实验,探究不同滤波器参数对蓝牙通信的影响,并对滤波器进行性能测试和评估。
