PCMR体声波谐振器多物理场仿真及芯片制作研究
不同腔体材料微波炉的多物理场仿真与研究
不同腔体材料微波炉的多物理场仿真与研究
5G信号的发展对微波炉的仿真有着重要的影响。
微波炉作为一种利用室温相对控制来控制物料微波热处理的设备，它可以同时处理微波反射、吸收和散射，并且可以根据用户
的要求进行个性化定制。
这也使得微波炉在工业和商业应用中得到越来越多的广泛使用。
基于微波热处理部分，探究不同材料的微波炉及其多物理场模拟器，是非常必要的。
此外，微波炉内部的多物理场模拟器可以有效模拟微波热处理过程。
在此基础上，可以根
据用户的要求，进一步设计和制作不同材料的微波炉，以实现更好的性能和可靠性。
微波热处理的机理，其实和5G信号的发展有着密切的关系，因为问题的核心就在于
如何利用5G信号来实现微波热处理的功能。
因此，实现不同腔体材料微波炉的多物理场
仿真，需要考虑到5G信号和信号发射系统的设计，以实现良好的仿真结果。
为了实现不同腔体材料微波炉的多物理场仿真，需要用到多种仿真技术，包括有限元
分析，电磁场计算，电磁和热物理耦合分析以及考虑细节的细分析等。
考虑到复杂的仿真
技术要求，专业的仿真软件和多物理场模拟仪器将极大的有助于此类仿真的完成。
总之，在研究不同腔体材料微波炉的多物理场仿真面前，涉及到复杂的技术挑战，但
正是这些技术挑战，使得更多的设备和应用程序越来越智能化，受益于5G信号的发展，
特别是在5G的路由应用方面，将促进微波炉仿真的更多发展，从而实现更多的性能优化。
一种射频体声波滤波器的版图设计与仿真
第8卷 第6期信息与电子工程Vo1．8，No．6 2010年12月INFORMATION AND ELECTRONIC ENGINEERING Dec．，2010文章编号：1672-2892(2010)06-0712-05一种射频体声波滤波器的版图设计与仿真顾 立，钟 毅(武汉理工大学信息工程学院，湖北武汉 430070)摘要：射频体声波滤波器品质因子高，尺寸小，其性能已超过声表面波滤波器，将其替代传统的射频滤波器极具性能和价格优势。
本文建立了适用于体声波滤波器性能分析的巴特沃斯—范戴克(MBVD)模型，采用梯形级联方式设计了一种射频体声波滤波器的版图。
在此基础上以中心频率为1.99GHz，带宽56MHz的体声波滤波器为例，对不同连接级数梯形滤波器的插入损耗、阻带抑制进行了仿真与分析讨论，在4阶滤波器中其带外衰减达到了-29.708dB。
采用微机电机械系统工艺制备的2阶和3阶滤波器传输特性的测试曲线与仿真结果基本吻合，表明射频体声波滤波器具有广泛的应用前景。
该模拟结果可作为射频体声波滤波器设计的一个重要参考。
关键词：体声波滤波器；梯形滤波器；通信系统；频率特性中图分类号：TN713 文献标识码：ALayout design and simulation of a radio frequency bulk acoustic wave filterGU Li，ZHONG Yi(School of Information Engineering，Wuhan University of Technology，Wuhan Hubei 430070，China)Abstract：Bulk acoustic wave filter fabricated by Complementary Metal Oxide Semiconductor(CMOS) is of high-quality factor and small size，which is better than Surface Acoustic Wave(SAW) Bulk acousticwave filters. It has been used to take the place of conventional Radio Frequency(RF) filters for itsoutstanding performance and price advantage. The Modified Butterworth-Van Dyke(MBVD) model wasbuilt to analyze the frequency response of bulk acoustic wave filters. A kind of ladder RF bulk acousticwave filter layout was designed. Based on the layout of the filter，the frequency characteristics of thevaried ladder filters centering on 1.99GHz with bandwidth 56MHz were simulated by MBVD model andthe out band attention of 4-order filter was about -29.708dB. The tested transmission characteristics of2-order and 3-order ladder filters fabricated by Micro Electro Mechanical Systems(MEMS) agreed well tothe simulation results which indicated the broad application. The simulation results can provide areference for designing the bulk acoustic wave filter.Key words：bulk acoustic wave filter；ladder filter；communication system；frequency characteristics随着无线通信技术，特别是第3代通信系统和蓝牙技术的快速发展，主流通信频段日益拥挤，这就需要更多的通信信道满足不断增加的通信用户，而这些信道必须具有较小的带宽[1]。
压阻式硅MEMS谐振器的结构设计及工艺仿真
本文利用 COMSOL Multiphysics 进行了百兆赫兹压阻式硅 MEMS 谐振器的有限 元模拟，通过对其特征频率和频率响应的计算，分析了四种结构的谐振器主要尺寸对 谐振频率、品质因数、输出电压等谐振特性的影响。考虑其在 CMOS 电路系统中的应 用，具体分析了 1μm、500nm、350nm、180nm、100nm 和 50nm 特征尺寸的谐振器的 特性。通过结构的优化设计，获得特征尺寸为 500nm、品质因数为 4352 的 906.4MHz 谐振器及特征尺寸为 350nm、品质因数为 2817 的 1.3GHz 谐振器，显示出很强的应用 潜力。本文还利用 SILVACO TCAD 对压阻式硅 MEMS 谐振器的制备工艺进行了仿真， 分析了关键工艺步骤——光刻和反应离子刻蚀的主要影响因素。
Huazhong University of Science & Technology Wuhan 430074, P.R.China May, 2012
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做 出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声 明的法律结果由本人承担。
分类号 学校代码 10487
学号 M201072043 密级
硕士学位论文
基于comsol软件的谐振腔仿真与分析
• 55•以矩形谐振腔为例，理论推导了谐振腔内部电磁场分布及品质因子，并利用COMSOL软件进行了仿真验证。
结果表明，该软件仿真结果与理论计算结果高度一致，且能够直观、形象地展现谐振腔内部电磁参数分布。
1 前言电磁谐振腔其工作原理类似于无线LC 振荡回路，不仅可用来产生高频率的振荡信号，在微波技术方面还有着广泛的应用（周俊，刘大刚，曾亚文，et al.微波谐振腔本征模求解的算法及应用：材料导报，2007），如：选频元件，波长计和滤波器等。
关于谐振腔的电磁理论，解析法只能对几种特殊结构谐振腔求解；此外，传统教学一般是通过求解麦克斯韦方程来讲解，其过程复杂而又繁琐，多数课堂会弱化这部分知识教学，学生也会望而生畏，失去了学习的兴趣。
这些导致学生对这方面的认识不够，实际工程应用能力普遍较差。
COMSOL 软件属于一种多物理场仿真软件，其中包含了专门用于射频和微波建模仿真的RF 模块，该模块能够对各种结构光学器件进行仿真（马愈昭，许明妍，范懿，et al.基于COMSOL4.2的波导模式特性仿真：电气电子教学学报，2015）；除此外，该软件丰富的后处理功能还可让抽象的电磁现象更加直观具体（陈庆东，王俊平，基于COMSOL 软件的静磁场仿真与分析：大学物理实验，2018；周子杰，刘英伟，张洋，et al.实用COMSOL 后处理二次开发技术：科技与创新，2018）。
本文通过该软件直观地展现了矩形谐振腔内部电磁场分布，并自动计算了谐振腔的品质因子；另外，还与理论计算结果进行了对比分析。
该方式能够让学生更加形象地理解谐振腔电磁特性，激发学生的学习兴趣。
图1 矩形谐振腔2 谐振腔TE模式下电磁理论推导矩形谐振腔结构如图1所示，沿x 轴方向内腔边长为a ，沿y 轴方基于COMSOL软件的谐振腔仿真与分析湖南理工学院物理与电子科学学院 闵 力 魏 勇田 芃 王文进向内腔边长为b ，沿z 轴方向内腔边长为c ，谐振腔内部填充空气，谐振腔壁为理想导体。
基于Multisim仿真实验的RC振荡电路设计与研究资料
邯郸学院本科毕业论文题目基于Multisim仿真实验的RC振荡电路设计与研究学生韩川指导教师张劼教授李洁助教年级2007级专业物理学系部物理与电气工程系邯郸学院物理与电气工程系2011年5月郑重声明本人的毕业论文（设计）是在指导教师张劼教授的指导下独立撰写完成的。
如有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权的行为，本人愿意承担由此产生的各种后果，直至法律责任，并愿意通过网络接受公众的监督。
特此郑重声明。
毕业论文（设计）作者（签名）：年月日摘要RC振荡电路在振荡电路中占有很重要的位置，研究此基本电路，设计出装置简单,性能更加良好的RC振荡电路,是有重要意义的。
为了更好的说明实验现象，本文采用Multisim软件进行仿真，获取中电路输出的波形图，通过对数据及图像的分析，加深对RC 振荡电路的理解，并对电路中的选频网络进行了改进，从而增强了振荡电路频率的稳定性，也能更加抵制振荡信号中的谐波分量。
关键词RC振荡电路正弦振荡 Multisim软件仿真分析RC oscillating circuit design and research based on the Multisim simulation experimentChuan Han Directed by Prof. Jie ZhangAbstract RC oscillating circuit in the oscillating circuit, it occupies a very important position. Sinusoidal oscillator circuit is in no plus input signal, rely on circuit self-excited oscillation surfaces sinusoidal output. Studying the basic circuit, design a simple device, performance more good RC oscillating circuit, is of great significance. In order to explain the experimental phenomena, this design uses a Multisim software simulation, the output waveform obtained circuit diagrams, based on the analysis of the data and image, deepen the understanding of RC oscillating circuit, and the frequency selective network of circuit improved, thereby enhancing the oscillating circuit frequency stability, also can even more to fight the harmonic wave of oscillating signal.Key words RC concussion circuit, sine concussion,Multisim software，simulation目录摘要 (I)外文页 (II)1 引言 (1)2 对RC振荡电路进行研究的目的意义及MULTISIM软件介绍 (1)2.1对RC振荡电路进行研究的目的意义 (1)2.2M ULTISIM软件简介 (1)3 RC振荡电路简介 (1)3.1正弦波振荡电路简介 (2)3.2正弦波振荡电路分类 (2)4 RC桥式正弦波振荡电路仿真分析 (2)4.1RC桥式正弦波振荡电路原理电路 (2)4.2RC桥式正弦波振荡电路的选频特性 (2)4.3起振过程分析 (3)4.4振荡波形分析 (3)4.5起振周期测量 (4)5 RC振荡电路的改进 (5)5.1RC选频网络 (5)5.2三种正反馈选频网络的比较 (6)5.3元件比值对网络自身性能的影响 (7)5.4元件比值对桥式RC振荡器的影响 (9)5.5两种改进RC振荡电路的仿真图 (10)6 结论 (11)参考文献 (11)致谢 (12)基于Multisim仿真实验的RC振荡电路设计与研究1 引言振荡器是许多电子系统的重要组成部分。
一种MEMS体声波硅谐振器的设计
ｏ ｒ ｄ ｅ ｒ ｔ ｏ ｉ ｍ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｇ ｑ ｕ ｌｉ ａ ｔ ｙ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ （ Ｑ） ． Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｏ ｎ ａ ｎ ｃ ｅ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｉ ｓ １ ０ ８ ＭＨ ｚ ， ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｐ ｅ ｎ ｄ ｓ ｏ ｎ
ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎｔ ｅ ｄ． Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｏ ｎ ａ ｔ ｏ ｒ ｉ ｓ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ｓ ｓ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍｓ ａ ｒ ｅ ａ ｎａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ｉ ｎ
（ 苏州大学微 电子 系 ， 江苏 苏州 ２ １ ５ ０ ０ ６ ）
摘 要 ： 设计 了一种基 于 Ｓ Ｏ ｌ 衬底工艺的 Ｍ Ｅ Ｍ Ｓ 体声波硅谐 振器及其制造方法 。利用有限元分析软件 对该 谐振器进行 了模
态分析 ， 并针对提 高品质 因数 Ｑ， 研究了其损 耗机 制。结果表 明 ： 谐 振频 率可达 １ ０ ８ Ｍ Ｈｚ ， 且取决于硅材料特性 和器件尺寸 ， 而
ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄｅ ａ ｎ ｄ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｍｉ ｓ ｓ ｉ ｏ ｎ ｌ ｉ ｎｅ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ，ｓ ｏ ｍｅ ｆ ｅ ａ ｓ ｉ ｂ ｌ ｅ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｆ ｏ ｒ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｉ ｎ ｇ ｓ ｕ ｐ ｐ ｏ ｒ ｔ ｌ ｏ ｓ ｓ ａ ｒ ｅ ｐ ｕｔ ｏｒ ｆ ｗａ ｒ ｄ，
品质 因数则决定于支撑损耗。最后 ， 从振动模 态和传输 线模 型角度 出发 ， 提 出了减少 支撑 损耗提 高 Ｑ值 的可行性方 法 ， 包 括
声表面波同步谐振器原理与设计
Innovation and Entrepreneurship，Liaoning Institute of Science and Technology，Benxi 117004，China）
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2020 年 5 月 10 日第 37 卷第 9 期
李秋良，等：声表面波同步谐振器 原理与设计
Telecom Power Technology
Ｍａｙ １０，２０２０，Ｖｏｌ． ３７ Ｎｏ． ９
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集中在表面一个波长深度范围内。如果在同一个基片 上生产几个频率的谐振器，只要改变叉指电极宽度和 距离即可，无需如体声波谐振器制作不同的厚度。从 集成方面看，相比于体声波滤波器，SAW 滤波器也 具有明显优势。
SAW 是一种弹性波，声表面波通过叉指换能器 作用于压电基片介质的表面而激发、产生、传播，表 面波的波长和频率随着在基片材料内的传播深入迅速 衰减 [4]。对于单端口的 SAW 谐振器，主要结构包括 压电基片、叉指换能器和反射器 [5]。交变的激励电 压加到 IDT 上后建立交变电场，引起基片的逆压电效 应，进而激发基片表面弹性振动。声表面波则是弹性 振动在基片表面传播的传播形式。
2020 年 5 月 10 日第 37 卷第 9 期
doi：10.19399/ki.tpt.2020.09.019
Telecom Power Technology
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PCMR体声波谐振器多物理场仿真及芯片制作研究
PCMR体声波谐振器是一种能在微尺度下实现多物理场相互耦合的器件。
通过对其进行多物理场仿真及芯片制作的研究，可以有效地优化其工作性能和功能。
首先，进行多物理场仿真是研究PCMR体声波谐振器的重要
步骤之一。
通过利用计算机模拟，可以模拟器件在不同参数和工作条件下的响应，包括声波传输、电场分布以及机械振动等。
通过仿真，可以得到器件在不同频率和振幅下的响应曲线，从而优化其性能，并预测其在实际工作中的行为。
其次，进行芯片制作是PCMR体声波谐振器研究的关键环节。
通过微电子加工技术，可以在微纳米级别上制作出高精度的PCMR体声波谐振器芯片。
首先，使用电子束光刻技术将设计好的谐振器结构图案转移到光刻胶层上，然后进行干法和湿法刻蚀，最后利用金属蒸发和电镀等工艺完成谐振器的制作。
这些加工工艺的优化对于实现高精度和高性能的PCMR体声波
谐振器至关重要。
最后，基于多物理场仿真和芯片制作的研究成果，可以进一步应用于PCMR体声波谐振器的性能优化和功能扩展。
例如，
通过调整谐振器的结构参数，可以实现不同频率范围内的谐振效应，从而适应不同的应用场景。
同时，还可以将PCMR体
声波谐振器与其他器件集成，实现多功能芯片，例如温度传感器和压力传感器等。
这些研究成果的应用将进一步推动
PCMR体声波谐振器在微纳米技术领域的发展和应用。
综上所述，通过多物理场仿真和芯片制作的研究，可以有效地优化PCMR体声波谐振器的工作性能和功能，并促进其在微
纳米技术领域的应用。
这将为微电子学、传感器技术等领域的发展提供重要的技术支持和解决方案。
除了多物理场仿真和芯片制作，还有一些相关的研究内容可以进一步探索和研究。
首先，PCMR体声波谐振器的材料选择是非常重要的。
合适的材料不仅可以提高谐振器的效率和性能，还可以扩展其应用领域。
目前，一些先进的材料，如氮化硅和氮化铝等，已经被研究用于PCMR体声波谐振器的制备。
这些材料具有良好的力学和
电学特性，能够提高谐振器的质量因子和输出功率。
其次，针对PCMR体声波谐振器的可靠性和稳定性问题，需
要进一步进行研究和改进。
由于谐振器的结构较小且复杂，受到温度、湿度、能量损耗等因素的影响较大。
因此，研发新的封装技术和环境保护方法，以提高谐振器的稳定性和可靠性，对其的长期性能进行评估和测试，将对其应用于实际系统中具有重要意义。
此外，PCMR体声波谐振器在生物医学领域的应用也是一个热点研究方向。
由于PCMR体声波谐振器的微纳米尺度和高灵
敏度，它在细胞和组织级别的成像、药物释放和疾病诊断等方面具有广阔的应用前景。
通过与生物标记物的特异性相互作用，可以实现高灵敏度和高选择性的生物传感。
相关研究还包括将PCMR体声波谐振器与微流控芯片等器件结合，进一步提高其在生物医学应用中的效率和准确性。
最后，为了更好地推动PCMR体声波谐振器的发展和应用，
需要建立一个完整的研究平台和合作网络。
这些研究平台可以为研究人员提供共享实验设备和软件工具的机会，促进交流和合作。
同时，建立国际合作网络，与其他国家和地区的研究团队共同开展PCMR体声波谐振器相关的研究，共享资源和技术，加速其应用和发展。
综上所述，PCMR体声波谐振器的多物理场仿真和芯片制作研究为其性能优化和功能扩展奠定了基础。
与此同时，对材料选择、稳定性改进、生物医学应用以及建立研究平台和合作网络的研究也是推动PCMR体声波谐振器应用和发展的重要方向。
通过不断的研究和探索，相信PCMR体声波谐振器将在微纳
米技术领域发挥更加重要的作用。
本文主要讨论了PCMR体
声波谐振器的相关研究内容和发展方向。
首先，介绍了多物理场仿真和芯片制作对PCMR体声波谐振器的性能和效果产生
的重要影响。
其次，探讨了PCMR体声波谐振器材料选择、
可靠性和稳定性改进、生物医学应用以及建立研究平台和合作网络等方面的研究方向。
在PCMR体声波谐振器的材料选择方面，氮化硅和氮化铝等
先进材料已经被研究用于提高谐振器的性能和输出功率。
而在可靠性和稳定性方面，需要开发新的封装技术和环境保护方法，评估和测试其长期性能。
此外，PCMR体声波谐振器在生物医学领域的应用也具有广泛的前景，通过与生物标记物相互作用实现生物传感和药物释放。
最后，为了推动PCMR体声波谐振器的发展和应用，建立一
个完整的研究平台和合作网络尤为重要。
这样可以促进研究人
员之间的交流和合作，共享资源和技术，加速PCMR体声波
谐振器在实际系统中的应用和发展。
综上所述，PCMR体声波谐振器的研究应该继续在多个方向上开展。
通过多物理场仿真和芯片制作，提高其性能和效果。
选择合适的材料，改进可靠性和稳定性，并在生物医学领域应用。
同时，还需要建立研究平台和合作网络，以推动该技术的应用和发展。
相信在不断的研究和探索中，PCMR体声波谐振器将发挥更重要的作用。