准周期结构的耦合模式模型

声表面波器件作为移动通信系统的核心元器件，获得了广泛的应用。在激烈的市场竞争中，建立精确快速的模拟模型是自主知识产权的关键。.广泛使用的耦合模式模型虽已经过多次改进，但仍存在不足。其基本假设前提是无限周期，但实际的器件都是有限长的，且有非同步的区域。非周期性结构降低COM模型的精确性主要表现在：一、非周期区域的传播速度改变导致了理论上谐振峰的位置与实际不符；二、局部的周期突变会导致体波的散射损耗增加，且体波损耗是色散的。对器件性能模拟的这两种缺陷，在当前国际上顶尖器件的设计中仍是有待解决的问题。.本课题组在刚完成的课题中已经成功地解决了COM参量的频率依赖关系问题。本项目继续改进COM模型，针对上述两种缺陷，解决准周期结构（即结构中包含有非周期部分）器件的快速模拟问题，不仅是理论上的创新，也解决了实际器件的优化设计问题。

随着现代通信产业的飞速发展，声表面波（SAW）器件作为移动通信系统的核心部件已经得到了广泛的应用。在激烈的市场竞争中，人们对高频率、高性能、低损耗SAW器件的需求日益迫切，因此迫切需要发展快速、精确的理论模拟模型。有限长FEM/BEM（有限元/边界元法）是模拟SAW器件最精确的理论模型，但由于计算时间太长，无法在器件结构的优化设计中得到实际应用。耦合模式（COM）模型和P矩阵模型因其模拟速度很快，已经广泛应用于低损耗SAW滤波器的设计中。..广泛使用的耦合模式（COM）模型虽已经过多次改进，但仍存在不足。其基本假设前提是无限周期，但实际的器件都是有限长的，且有非同步的区域。非周期性结构降低COM 模型的精确性主要表现在两个方面：一、非周期区域的传播速度改变导致了理论上谐振峰的位置与实际不符；二、局部的周期突变会导致体波的散射损耗增加，且体波损耗是色散的。对器件性能模拟的这两种缺陷，在当前国际上顶尖器件的设计中仍是有待解决的问题。..本项目基于有限长FEM/BEM，建立准周期结构的耦合模式模型，实现器件结构中包含非周期部分的SAW器件的快速、精确模拟。使用STW-COM方程的形式来表示栅格下STW的色散行为，精确提取作为常数的STW-COM参量。用有限长FEM/BEM计算SAW同步单端对谐振器的导纳曲线，找出导纳曲线的特征量，通过它们与STW-COM参量之间的关系提取出全部STW-COM参量。最后，利用所得到的参量对42ºYX-LiTaO3基片上的一种基于五换能器多模结构的单端输入平衡输出滤波器进行了模拟，与直接使用有限长FEM/BEM模拟的结果比较，符合得相当好，验证了该方法的良好效果，说明该方法有很好的实际应用价值。..本项目不仅是理论上的创新，也解决了实际器件的优化设计问题。