一種高頻聲表面波器件聲電協(xié)同全波仿真方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種高頻聲表面波器件聲電協(xié)同全波仿真方法，本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)首先構(gòu)建高頻聲表面波器件聲電協(xié)同全波仿真系統(tǒng)，所構(gòu)建的系統(tǒng)包括：HFSS建模仿真模塊和Ansoft?Designer電路協(xié)同仿真模塊，通過(guò)HFSS建模仿真模塊對(duì)聲表面波表面貼裝器件封裝部分射頻效應(yīng)進(jìn)行物理建模和仿真，Ansoft?Designer電路協(xié)同仿真模塊利用Ansoft?Designer構(gòu)建射頻等效電路并獲取電路協(xié)同仿真結(jié)果。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)建模效率高，實(shí)施過(guò)程簡(jiǎn)單，可有效解決高頻工作條件下不能精確仿真聲表面波表貼器件的問(wèn)題，對(duì)高頻聲表面波器件的研發(fā)有著很好的促進(jìn)作用。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種全波仿真方法，特別是一種高頻聲表面波器件聲電協(xié)同全波仿真方法。
技術(shù)介紹
目前聲表面波器件最通用的仿真方法為采用等效電路模型、耦合模式模型或者有限元\\邊界元方法來(lái)仿真聲表面波基片上叉指結(jié)構(gòu)聲學(xué)特性，其中等效電路模型可把聲表面波器件每部分結(jié)構(gòu)等效為電路元件，把聲學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為電路問(wèn)題來(lái)解決，在常規(guī)損耗聲表面波器件仿真應(yīng)用中有著很大的優(yōu)勢(shì)；耦合模式模型以指條間多次反射效應(yīng)為基礎(chǔ)來(lái)構(gòu)建準(zhǔn)周期結(jié)構(gòu)，計(jì)算結(jié)果相對(duì)準(zhǔn)確且能夠進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，目前最為常用；有限元\\邊界元方法通過(guò)計(jì)算金屬柵格每一根指來(lái)計(jì)算整個(gè)聲表面波器件的輸出響應(yīng)，在所有方法中仿真結(jié)果最為精確，這三種方法目前都能精確仿真出聲表面波器件的聲學(xué)理論響應(yīng)，做出的中低頻器件與實(shí)測(cè)器件性能極為相似，工作頻率為500MHz以下往往仿真結(jié)果非常接近實(shí)際測(cè)試結(jié)果。但是在器件工作頻率達(dá)到500MHz以上時(shí)，聲表面波濾波器受封裝電磁效應(yīng)影響，通帶內(nèi)以及帶外抑制等性能將出現(xiàn)不同程度的惡化，實(shí)測(cè)性能將會(huì)嚴(yán)重偏離聲學(xué)理論仿真結(jié)果，故版圖寄生參數(shù)與封裝寄生參數(shù)已經(jīng)不可忽略，以上三種方法并不能解決這個(gè)問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)目的在于提供一種高頻聲表面波器件聲電協(xié)同全波仿真方法，解決現(xiàn)有方法受封裝電磁效應(yīng)影響大的問(wèn)題。一種高頻聲表面波器件聲電協(xié)同全波仿真方法的具體步驟為：第一步構(gòu)建高頻聲表面波器件聲電協(xié)同全波仿真系統(tǒng)高頻聲表面波器件聲電協(xié)同全波仿真系統(tǒng)，包括：HFSS建模仿真模塊和AnsoftDesigner電路協(xié)同仿真模塊，所述：HFSS建模仿真模塊的功能為：對(duì)聲表面波表面貼裝器件封裝部分射頻效應(yīng)進(jìn)行物理建模和仿真；AnsoftDesigner電路協(xié)同仿真模塊的功能為：利用AnsoftDesigner構(gòu)建射頻等效電路并獲取電路協(xié)同仿真結(jié)果。第二步HFSS建模仿真模塊對(duì)聲表面波表面貼裝器件封裝部分射頻效應(yīng)進(jìn)行物理建模和仿真高頻聲表面波器件包括：表貼外殼、壓電基片、壓焊線、聲學(xué)部分和金屬電極，其中壓電基片粘合在表貼外殼上表面凹槽底部，聲學(xué)部分和金屬電極固定在壓電基片上表面，聲學(xué)部分內(nèi)部通過(guò)金屬電極互相連接，金屬電極再通過(guò)壓焊線與表貼外殼連接。HFSS建模仿真模塊利用HFSS對(duì)高頻聲表面波器件中的表貼外殼、壓電基片、壓焊線和金屬電極進(jìn)行物理建模和電磁仿真，即外殼封裝效應(yīng)部分；同時(shí)采用聲學(xué)COM理論模型對(duì)聲學(xué)部分進(jìn)行仿真，獲取聲學(xué)部分的響應(yīng)的S參數(shù)；在物理建模和電磁仿真中，高頻聲表面波器件通過(guò)空氣腔與外界隔絕，外界設(shè)置為遠(yuǎn)場(chǎng)輻射邊界條件。HFSS建模仿真模塊根據(jù)物理建模實(shí)際結(jié)構(gòu)與聲學(xué)部分結(jié)構(gòu)確定內(nèi)部端口、對(duì)地端口與外部端口，其中內(nèi)部端口數(shù)量與聲學(xué)部分結(jié)構(gòu)的數(shù)量相同，外部端口僅包括兩個(gè)輸入輸出端口，HFSS建模仿真模塊采用集總端口模型設(shè)置各個(gè)端口，所有端口均以表貼外殼上表面凹槽底面金屬層地為參照。HFSS建模仿真模塊根據(jù)高頻聲表面波器件實(shí)際工作頻率段與仿真要求精度進(jìn)行掃頻與有限元運(yùn)算設(shè)置，最后進(jìn)行仿真，獲取表征封裝效應(yīng)的Snp參數(shù)。第三步AnsoftDesigner電路協(xié)同仿真模塊利用AnsoftDesigner構(gòu)建射頻等效電路并獲取電路協(xié)同仿真結(jié)果AnsoftDesigner電路協(xié)同仿真模塊對(duì)外殼封裝效應(yīng)部分和聲學(xué)部分分別作電路元件等效，進(jìn)行AnsoftDesigner電路仿真，并組合到一起形成完整的射頻等效電路，AnsoftDesigner電路協(xié)同仿真模塊對(duì)聲學(xué)部分等效電路元件用聲學(xué)響應(yīng)S參數(shù)進(jìn)行賦值，對(duì)外殼封裝效應(yīng)部分等效電路元件進(jìn)行Snp參數(shù)賦值；AnsoftDesigner電路協(xié)同仿真模塊根據(jù)實(shí)際需求對(duì)射頻等效電路進(jìn)行掃頻設(shè)置并運(yùn)行，獲取協(xié)同仿真最終結(jié)果。本方法能夠?qū)λ屑纳蛩剡M(jìn)行考慮，保證不同封裝器件都能夠準(zhǔn)確進(jìn)行結(jié)果預(yù)測(cè)，對(duì)器件模型進(jìn)行優(yōu)化時(shí)更加方便直觀，調(diào)節(jié)手段更加靈活。具體實(shí)施方式一種高頻聲表面波器件聲電協(xié)同全波仿真方法的具體步驟為：第一步構(gòu)建高頻聲表面波器件聲電協(xié)同全波仿真系統(tǒng)高頻聲表面波器件聲電協(xié)同全波仿真系統(tǒng)，包括：HFSS建模仿真模塊和AnsoftDesigner電路協(xié)同仿真模塊，所述：HFSS建模仿真模塊的功能為：對(duì)聲表面波表面貼裝器件封裝部分射頻效應(yīng)進(jìn)行物理建模和仿真；AnsoftDesigner電路協(xié)同仿真模塊的功能為：利用AnsoftDesigner構(gòu)建射頻等效電路并獲取電路協(xié)同仿真結(jié)果。第二步HFSS建模仿真模塊對(duì)聲表面波表面貼裝器件封裝部分射頻效應(yīng)進(jìn)行物理建模和仿真高頻聲表面波器件包括：表貼外殼、壓電基片、壓焊線、聲學(xué)部分和金屬電極，其中壓電基片粘合在表貼外殼上表面凹槽底部，聲學(xué)部分和金屬電極固定在壓電基片上表面，聲學(xué)部分內(nèi)部通過(guò)金屬電極互相連接，金屬電極再通過(guò)壓焊線與表貼外殼連接。HFSS建模仿真模塊利用HFSS對(duì)高頻聲表面波器件中的表貼外殼、壓電基片、壓焊線和金屬電極進(jìn)行物理建模和電磁仿真，即外殼封裝效應(yīng)部分；同時(shí)采用聲學(xué)COM理論模型對(duì)聲學(xué)部分進(jìn)行仿真，獲取聲學(xué)部分的響應(yīng)的S參數(shù)；在物理建模和電磁仿真中，高頻聲表面波器件通過(guò)空氣腔與外界隔絕，外界設(shè)置為遠(yuǎn)場(chǎng)輻射邊界條件。HFSS建模仿真模塊根據(jù)物理建模實(shí)際結(jié)構(gòu)與聲學(xué)部分結(jié)構(gòu)確定內(nèi)部端口、對(duì)地端口與外部端口，其中內(nèi)部端口數(shù)量與聲學(xué)部分結(jié)構(gòu)的數(shù)量相同，外部端口僅包括兩個(gè)輸入輸出端口，HFSS建模仿真模塊采用集總端口模型設(shè)置各個(gè)端口，所有端口均以表貼外殼上表面凹槽底面金屬層地為參照。HFSS建模仿真模塊根據(jù)高頻聲表面波器件實(shí)際工作頻率段與仿真要求精度進(jìn)行掃頻與有限元運(yùn)算設(shè)置，最后進(jìn)行仿真，獲取表征封裝效應(yīng)的Snp參數(shù)。第三步AnsoftDesigner電路協(xié)同仿真模塊利用AnsoftDesigner構(gòu)建射頻等效電路并獲取電路協(xié)同仿真結(jié)果AnsoftDesigner電路協(xié)同仿真模塊對(duì)外殼封裝效應(yīng)部分和聲學(xué)部分分別作電路元件等效，進(jìn)行AnsoftDesigner電路仿真，并組合到一起形成完整的射頻等效電路，AnsoftDesigner電路協(xié)同仿真模塊對(duì)聲學(xué)部分等效電路元件用聲學(xué)響應(yīng)S參數(shù)進(jìn)行賦值，對(duì)外殼封裝效應(yīng)部分等效電路元件進(jìn)行Snp參數(shù)賦值；AnsoftDesigner電路協(xié)同仿真模塊根據(jù)實(shí)際需求對(duì)射頻等效電路進(jìn)行掃頻設(shè)置并運(yùn)行，獲取協(xié)同仿真最終結(jié)果。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種高頻聲表面波器件聲電協(xié)同全波仿真方法，其特征在于具體步驟為：第一步?構(gòu)建高頻聲表面波器件聲電協(xié)同全波仿真系統(tǒng)高頻聲表面波器件聲電協(xié)同全波仿真系統(tǒng)，包括：HFSS建模仿真模塊和Ansoft?Designer電路協(xié)同仿真模塊，所述：HFSS建模仿真模塊的功能為：對(duì)聲表面波表面貼裝器件封裝部分射頻效應(yīng)進(jìn)行物理建模和仿真；Ansoft?Designer電路協(xié)同仿真模塊的功能為：利用Ansoft?Designer構(gòu)建射頻等效電路并獲取電路協(xié)同仿真結(jié)果；第二步?HFSS建模仿真模塊對(duì)聲表面波表面貼裝器件封裝部分射頻效應(yīng)進(jìn)行物理建模和仿真高頻聲表面波器件包括：表貼外殼、壓電基片、壓焊線、聲學(xué)部分和金屬電極，其中壓電基片粘合在表貼外殼上表面凹槽底部，聲學(xué)部分和金屬電極固定在壓電基片上表面，聲學(xué)部分內(nèi)部通過(guò)金屬電極互相連接，金屬電極再通過(guò)壓焊線與表貼外殼連接，HFSS建模仿真模塊利用HFSS對(duì)高頻聲表面波器件中的表貼外殼、壓電基片、壓焊線和金屬電極進(jìn)行物理建模和電磁仿真，即外殼封裝效應(yīng)部分；同時(shí)采用聲學(xué)COM理論模型對(duì)聲學(xué)部分進(jìn)行仿真，獲取聲學(xué)部分的響應(yīng)的S參數(shù)；在物理建模和電磁仿真中，高頻聲表面波器件通過(guò)空氣腔與外界隔絕，外界設(shè)置為遠(yuǎn)場(chǎng)輻射邊界條件；HFSS建模仿真模塊根據(jù)物理建模實(shí)際結(jié)構(gòu)與聲學(xué)部分結(jié)構(gòu)確定內(nèi)部端口、對(duì)地端口與外部端口，其中內(nèi)部端口數(shù)量與聲學(xué)部分結(jié)構(gòu)的數(shù)量相同，外部端口僅包括兩個(gè)輸入輸出端口，?HFSS建模仿真模塊采用集總端口模型設(shè)置各個(gè)端口，所有端口均以表貼外殼上表面凹槽底面金屬層地為參照；HFSS建模仿真模塊根據(jù)高頻聲表面波器件實(shí)際工作頻率段與仿真要求精度進(jìn)行掃頻與有限元運(yùn)算設(shè)置，最后進(jìn)行仿真，獲取表征封裝效應(yīng)的Snp參數(shù)；第三步?Ansoft?Designer電路協(xié)同仿真模塊利用Ansoft?Designer構(gòu)建射頻等效電路并獲取電路協(xié)同仿真結(jié)果Ansoft?Designer電路協(xié)同仿真模塊對(duì)外殼封裝效應(yīng)部分和聲學(xué)部分分別作電路元件等效，進(jìn)行Ansoft?Designer電路仿真，并組合到一起形成完整的射頻等效電路，Ansoft?Designer電路協(xié)同仿真模塊對(duì)聲學(xué)部分等效電路元件用聲學(xué)響應(yīng)S參數(shù)進(jìn)行賦值，對(duì)外殼封裝效應(yīng)部分等效電路元件進(jìn)行Snp參數(shù)賦值；Ansoft?Designer電路協(xié)同仿真模塊根據(jù)實(shí)際需求對(duì)射頻等效電路進(jìn)行掃頻設(shè)置并運(yùn)行，獲取協(xié)同仿真最終結(jié)果。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高頻聲表面波器件聲電協(xié)同全波仿真方法，其特征在于具體步驟為：
第一步構(gòu)建高頻聲表面波器件聲電協(xié)同全波仿真系統(tǒng)
高頻聲表面波器件聲電協(xié)同全波仿真系統(tǒng)，包括：HFSS建模仿真模塊和Ansoft
Designer電路協(xié)同仿真模塊，所述：
HFSS建模仿真模塊的功能為：對(duì)聲表面波表面貼裝器件封裝部分射頻效應(yīng)進(jìn)行物理建
模和仿真；
AnsoftDesigner電路協(xié)同仿真模塊的功能為：利用AnsoftDesigner構(gòu)建射頻等效電
路并獲取電路協(xié)同仿真結(jié)果；
第二步HFSS建模仿真模塊對(duì)聲表面波表面貼裝器件封裝部分射頻效應(yīng)進(jìn)行物理建模
和仿真
高頻聲表面波器件包括：表貼外殼、壓電基片、壓焊線、聲學(xué)部分和金屬電極，其中壓電
基片粘合在表貼外殼上表面凹槽底部，聲學(xué)部分和金屬電極固定在壓電基片上表面，聲學(xué)
部分內(nèi)部通過(guò)金屬電極互相連接，金屬電極再通過(guò)壓焊線與表貼外殼連接，HFSS建模仿真
模塊利用HFSS對(duì)高頻聲表面波器件中的表貼外殼、壓電基片、壓焊線和金屬電極進(jìn)行物理
建模和電磁仿真，即外殼封裝效應(yīng)部分；同時(shí)采用聲學(xué)COM理論模型對(duì)聲學(xué)部分進(jìn)行仿真，
獲取聲學(xué)部分的響應(yīng)的S參數(shù)；在物理建模和電磁仿真中，高頻聲表面波器...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：蘇波，史向龍，王永安，周培根，范佰杰，段斌，趙宏忠，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：北京長(zhǎng)峰微電科技有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：北京;11