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随着5G移动通信技术的发展,无线通信向更高频段扩展,传统的射频滤波器已无法满足射频前端对小型化、高频宽带化、高功率化和高线性化的技术要求。基于体声波(BulkAcousticWave,BAW)技术的BAW滤波器具有体积小、损耗低、可集成等特点。由于BAW谐振器组建的射频滤波器和双工器具有封装尺寸小、品质因数Q值较高、易与传统射频链路集成整合等特点,成为一种最佳的射频前端频率控制解决方案。本文选题主要针对应用于5G通信的BAW谐振器的建模和仿真,同时面向高线性化的技术难点,对BAW谐振器的非线性建模和拟合进行研究。论文的主要工作为:(1)本文总结了分析BAW谐振器需要的基本压电理论,从该理论出发推导了谐振器的振动方程。并对BAW谐振器的常见结构和基本性能参数进行了介绍。(2)在深入理解体声波理论的基础上,从BAW的阻抗表达式出发,对BAW谐振器的Mason模型、BVD模型以及mBVD模型进行了理论推导。(3)利用ADS和Matlab软件在mBVD模型下对BAW谐振器的性能进行了模拟仿真,分析了压电层不同弹性常数、介电常数以及金属电极不同面积和密度等物理参数对谐振器Q值和有效机电耦合系数6)201)1))的影响。(4)结合非线性系统的基本理论,从h型(第四类)压电本构方程出发,将电极和压电层分别视为质点和弹簧,利用一阶微扰分析导出了BAW谐振器的非线性响应mBVD等效电路模型。具体给出了mBVD等效模型中各分立参数以及节点电压和电流的计算表达式,设计了一系列的线性仿真验证该模型在线性工作状态下的准确性。结果表明,该模型在线性工作状态下与实际AlN谐振器的实测数据有较好的吻合性。(5)利用Matlab软件对非线性mBVD模型与AlN谐振器的二阶非线性输出曲线进行拟合,计算出了模型中非线性源的非线性待定系数。结果表明,该非线性mBVD模型可以很好地模拟BAW谐振器的二阶非线性特性,可以用于AlN压电谐振器的非线性预测。