1. 研究目的与意义
声表滤波器（SAWF）是一种利用压电效应和逆压电效应来实现机械振动和电学参量相互转换的器件,采用压电材料和叉指换能器（IDT）相互耦合传递和截取信号，实现滤波、延时、传感等功能。SAW滤波器以设计灵活、群延迟时间偏差小、体积小、损耗小、性能稳定等特点适应了现代通讯系统设备高频化、数字化、高性能、高可靠性等方面的要求；同时，随着通信技术和无线电频谱资源的不断发展，声表滤波器在通信射频前端、雷达T/R模块、无线电频率识别等领域中得到了广泛应用。
然而，声表滤波器的设计面临着一系列的挑战，包括声表面波的传播特性复杂、参数调整困难、精度要求高、实验测量成本高等。用于设计声表面波器件的理论工具可以归纳为两种，一种是遵循波动方程满足特定边界条件下的声表面波的确切解，这种方法一般来说运算量较大；一种是借用类似模型并通过一定的简化得到一个较为简单的结果，计算速度较快，更利于优化设计。传统的脉冲响应模型和等效电路模型就属于前者，往往需要进行大量的实验和测量，时间成本较高，而且设计过程中还可能存在误差和不确定性。为了提高声表滤波器设计的效率和精度，提出耦合模模型（Coupling-of-Modes,COM），该模型通过建立压电晶体和声表面波的耦合模型，预测声表面波在压电晶体上的传播和滤波效果，不仅可以减少实验和测量的时间和成本，还可以在设计过程中提高精度和可靠性。因此，使用COM模型对声表滤波器的设计具有至关重要的意义。
声表面波滤波器在无线通信领域中，可以帮助提高通信质量和可靠性，保证通信频率选择，实现信号复用。声表滤波器是射频前端中的最主要构成元件之一，因此，射频前端技术是促进无线通信领域蓬勃发展的一项重要技术。本文针对声表滤波器进行快速仿真设计，在无线通信领域的研究中，可以为声表面波滤波器提供思路拓展和实际设计方法参考，具有重要的研究意义和实际价值。
2. 研究内容和预期目标
本课题主要研究的是基于COM模型的声表滤波器的快速仿真设计，预期设计指标为频率在2.4GHz左右，插入损耗约为-2.5dB，SAW滤波器在信号发送端和接收端对信号进行滤波处理。具体的研究内容如下：
从声表面波的仿真模型出发，首先对COM模型进行研究，目的是得到灵活度高、功能性强、准确度高的SAW器件仿真模型；其次，在ADS平台上建立基于COM模型的SAW滤波器的仿真电路，利用ADS软件进行器件电学特性分析；同时，将其封装成PDK模块，方便后续的直接调用。接着，调整叉指换能器的结构参数，探索结构参数变化对提取COM模型参数的内在联系，从而在此基础上明确对SAW滤波器设计的优化方向。最后，对照Zigbee设计指标，将所建立的电路仿真模型放到Zigbee的特定频段中，对电路模型的速度和准确度进行评估和验证。3. 研究的方法与步骤
研究方法：
本课题采用的研究方法是利用COM模型对SAW滤波器进行快速仿真设计。主要包括通过设计原理的分析，并根据技术指标的要求，初步确定SAW滤波器的几何结构参数；根据COM模型建立SAW滤波器的电路模型，并进行仿真模拟；凭借模拟结果分析，不断调整指条结构参数，直到器件模拟结果达到预期的性能指标。本研究方法可以提高通信系统的可靠性和准确度，在实现ZigBee设备的设计和性能中发挥着重要作用。
研究步骤：
4. 参考文献
[1]王璐瑶. 低损耗高矩形度声表面波滤波器的设计与制作[D].中北大学,2020.DOI:10.27470/d.cnki.ghbgc.2020.000552.
[2]张汉强. 宽带低损耗声表面波滤波器设计与制备[D].中北大学,2022.DOI:10.27470/d.cnki.ghbgc.2022.000220.
[3]周杨春. 2.45 GHz声表面波滤波器的研究[D].重庆邮电大学,2022.DOI:10.27675/d.cnki.gcydx.2022.000344.
5. 计划与进度安排
（1）2024.02.21-2024.03.18：熟悉课题背景，查阅课题相关的资料，完成开题报告。
（2）2024.03.19-2024.03.22：开展课题内容，构建论文框架。
（3）2024.03.23-2024.04.05：安装ADS软件，学习相关操作。
