[发明专利]一种高频声表面波器件声电协同全波仿真方法

摘要

本发明公开了一种高频声表面波器件声电协同全波仿真方法，本发明首先构建高频声表面波器件声电协同全波仿真系统，所构建的系统包括：HFSS建模仿真模块和Ansoft Designer电路协同仿真模块，通过HFSS建模仿真模块对声表面波表面贴装器件封装部分射频效应进行物理建模和仿真，Ansoft Designer电路协同仿真模块利用Ansoft Designer构建射频等效电路并获取电路协同仿真结果。本发明建模效率高，实施过程简单，可有效解决高频工作条件下不能精确仿真声表面波表贴器件的问题，对高频声表面波器件的研发有着很好的促进作用。

主权项

1.一种高频声表面波器件声电协同全波仿真方法，其特征在于具体步骤为：第一步构建高频声表面波器件声电协同全波仿真系统高频声表面波器件声电协同全波仿真系统，包括：HFSS建模仿真模块和Ansoft Designer电路协同仿真模块，所述：HFSS建模仿真模块的功能为：对声表面波表面贴装器件封装部分射频效应进行物理建模和仿真；Ansoft Designer电路协同仿真模块的功能为：利用Ansoft Designer构建射频等效电路并获取电路协同仿真结果；第二步HFSS建模仿真模块对声表面波表面贴装器件封装部分射频效应进行物理建模和仿真高频声表面波器件包括：表贴外壳、压电基片、压焊线、声学部分和金属电极，其中压电基片粘合在表贴外壳上表面凹槽底部，声学部分和金属电极固定在压电基片上表面，声学部分内部通过金属电极互相连接，金属电极再通过压焊线与表贴外壳连接，HFSS建模仿真模块利用HFSS对高频声表面波器件中的表贴外壳、压电基片、压焊线和金属电极进行物理建模和电磁仿真，获得基于HFSS模型的外壳封装效应部分；同时采用声学COM理论模型对声学部分进行仿真，获取声学部分的响应的S参数；在物理建模和电磁仿真中，高频声表面波器件通过空气腔与外界隔绝，外界设置为远场辐射边界条件；HFSS建模仿真模块根据物理建模实际结构与声学部分结构确定内部端口、对地端口与外部端口，其中内部端口数量与声学部分内部通过金属电极互相连接的组件的数量相同，外部端口仅包括两个输入输出端口，HFSS建模仿真模块采用集总端口模型设置各个端口，所有端口均以表贴外壳上表面凹槽底面金属层地为参照；HFSS建模仿真模块根据高频声表面波器件实际工作频率段与仿真要求精度进行扫频与有限元运算设置，最后进行仿真，获取表征外壳封装效应的Snp参数；第三步Ansoft Designer电路协同仿真模块利用Ansoft Designer构建射频等效电路并获取电路协同仿真结果Ansoft Designer电路协同仿真模块对外壳封装效应部分和声学部分分别作电路元件等效，进行Ansoft Designer电路仿真，并组合到一起形成完整的射频等效电路，Ansoft Designer电路协同仿真模块对声学部分等效电路元件用声学响应S参数进行赋值，对外壳封装效应部分等效电路元件进行Snp参数赋值；Ansoft Designer电路协同仿真模块根据实际需求对射频等效电路进行扫频设置并运行，获取协同仿真最终结果。