[发明专利]一种基于谱元法的声表面波滤波器设计方法

权利要求书

1.一种基于谱元法的声表面波滤波器设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对声表面波滤波器进行几何建模，得到声表面波滤波器模型；

S2、设置所述声表面波滤波器模型的参数以及激励信息，以确定所述声表面波滤波器模型的计算区域；

S3、对所述声表面波滤波器模型进行离散化处理；

S4、将离散后的所述声表面波滤波器模型导入谱元算法中，并对所述声表面波滤波器模型的所述计算区域进行多物理场的耦合；

S5、在所述声表面波滤波器模型的终端添加输入电压，利用谱元算法计算公式在不同频段下对所述声表面波滤波器模型进行求解，得到所述声表面波滤波器在每个频段下的输出电压，并计算所述声表面波滤波器的插入损耗。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述声表面波滤波器模型的所述计算区域包括由压电材料构成的衬底和金属导电材料构成的电极。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中设置所述声表面波滤波器模型的参数以及激励信息具体包括：

设定所述衬底的长度、宽度、厚度以及材料属性；

对所述衬底的四周及底面施加吸收边界条件，对所述衬底的上表面施加自由边界条件；

确定所述电极的长度、宽度、厚度、材料属性以及数量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电极的数量为15个。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：通过COMSOL软件将所述声表面波滤波器模型离散成多个六面体网格单元。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中对所述声表面波滤波器模型的所述计算区域进行多物理场的耦合具体包括：

在所述电极上添加静电场；

在整个所述声表面波滤波器模型上添加固体力学场。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中对所述声表面波滤波器模型的所述计算区域进行多物理场的耦合具体还包括：将所述衬底设置为压电区域，并在所述压电区域上添加模拟损耗。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述模拟损耗包括机械损耗、耦合损耗和介电损耗。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S5中的谱元算法计算公式具体为：

其中，Ω为整个计算区域，Γ为边界面，n为边界面法向，w为测试函数，D为电位移矢量，ρ_e为外加电荷密度，n·D表示输出电压。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤S5中的所述插入损耗的计算公式具体为：

其中，IL表示插入损耗，Vin是输入电压，Vout是输出电压。