采用LiNbO3/Si结构的低损耗超宽带声表面波（SAW）滤波器

《Journal of Microelectromechanical Systems》：Low-Loss and Ultra-Wideband SAW Filters Using LiNbO3/Si Structure

表面声波（SAW）滤波器通过简化的双层LiNbO3/Si结构实现宽频带特性，优化X-175LiNbO3/Si设计平衡主模增强与杂散模抑制，不同厚度LiNbO3和Cu电极的共振器理论模拟与制作显示29%耦合系数和＞70dB电导率比，实现31.92%超宽频带与0.99dB平坦通带，有效拓展SAW器件带宽极限。

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摘要：

随着无线通信技术的发展，对宽带设备的需求日益增加。为了简化宽带声表面波（SAW）设备的结构并进一步探索其带宽极限，本研究采用了简化的双层结构来研究超宽带SAW设备。提出了一种基于LiNbO3/Si结构的新型器件，并对其不同传播方向的谐振器进行了仿真。 - 当LiNbO3层的厚度为175 ?时，该结构在增强主模式的同时有效抑制了杂散模式，实现了最佳设计。理论上分析了不同LiNbO3和Cu电极厚度的SAW谐振器，并实际制造出了相应波长的谐振器。实验结果表明，这些谐振器的机电耦合系数可达到约29%，导纳比可超过70 dB，同时杂散模式得到了充分抑制。研究人员还设计并制造了超宽带、低损耗的SAW滤波器，实现了31.92%的超宽频带覆盖范围。完全平坦的通带特性以及0.99 dB的最小插入损耗证明了这些滤波器不仅具有宽频带优势，还具有优异的性能。这项工作进一步拓展了SAW设备的带宽极限，并展示了简化双层结构的应用潜力。