如果您使用的是手机，GPS，蓝牙或WiFi，则很有可能在其中都有baw谐振器。所有无线电子设备都使用RF滤波器来帮助缩小其应在内部运行的频率范围。由于成千上万的设备在紧密包装的无线电频率中运行，因此设计过滤器的设计越来越重要，这些过滤器将能够减少不需要的频率干扰，提高信噪比和降低插入损失。这样做可能会导致手机中的电话降低，并且手持电子设备的充电频率较低。让我们看一下如何使用仿真软件对压电baw谐振器进行建模。
典型带通滤波器的频率响应特性。
为改进的电子设备设计设置场景
为了结合我们电子设备的所有期望品质并设计一个高Q窄带通滤波器，我们需要超越使用传统的RLC电路。这是哪里表面声波（锯）和散装声波（baw）谐振器进入图片。尽管看到过滤器似乎统治了低频（低于1.5 GHz）应用的市场，但在较高的频率下，从2 GHz到16 GHz，BAW过滤器变得更加有效。尽管BAW谐振器主要用于制造无线电子设备中使用的RF滤波器和双链滤器，但它们也可以用于各种传感器，包括化学气体传感器和检测癌症的生物传感器，命名几个应用程序。
什么是BAW谐振器？
BAW谐振器是机电在大部分A压电材料。在最简单的配置中，设备将由夹在两个金属电极之间的压电材料（通常是石英，ALN或ZnO）组成。材料的固有频率和厚度用作设计参数，以获得所需的工作频率。更复杂的设计将采用梯子或者格子拓扑为了更好地控制操作频率。
BAW谐振器操作的示意图。
BAW谐振器有两种流行的配置：
- 薄膜散装声波谐振器（TFBAR或FBAR）
- 牢固安装的谐振器（SMR）
不同BAW设计的示意图。所示的厚度不是扩展。
FBAR通常以这两种配置之一设计：边缘支持或者合成的（请参阅上面的FBAR图）。在边缘支撑的结构中，底物完全蚀刻在背面，而在复合构型中，另一种介电材料则将其放在主结构下方，以充当支撑层。在SMR中，将其他层放在主结构下方，以作为布拉格反射器并提供结构支持。Bragg反射器最大程度地减少了声波从整体结构中的泄漏。
为了设计一个BAW谐振器，要考虑到由于几何效应和多物理相互作用而产生的机电耦合至关重要。对谐振器的高清模拟可能会帮助我们解决以下问题：
- 不同层的厚度和材料特性将帮助我获得所需的共振频率？
- 设备的不同部位会产生多少压力？它会超出所需的运营水平吗？
- 材料阻尼和锚固损耗将如何影响过滤器的带宽？
- 阻抗和Q因子如何随着我期望设备遇到的频率而变化？
这是comsol多物理和MEMS模块很有用。
在comsol多物理学中建模baw谐振器
MEMS模块提供用于建模压电设备的预定义物理接口，例如BAW谐振器。这使得使用多层几何形状非常容易，其中包括压电和非Piezoelectric材料。这些材料可能是各向同性的或各向异性的，并且可能表现出结构阻尼和介电损失。
在许多BAW设计中，也有一些支持结构，这些结构构成了设备的锚点。由于使用这种结构（锚定损失）造成的损失也可以通过COMSOL有效建模完美匹配的层（或PML）。一旦您使用有关材料属性和物理的适当信息进行了仿真，就可以解决特征频率分析，以首先识别所需目标值周围的共振模式，然后对所需的操作频率范围进行详细的频率响应分析。有关如何建模BAW谐振器的更多详细信息，请查看我们的教程模型薄膜BAW复合谐振器。
对压电BAW谐振器的模拟的快照。
其他资源
- 我们关于建模的教程复合压电传感器对于那些对建模锯和baw设备感兴趣的人来说，是一个很好的起点
- 这厚度剪切模式石英振荡器模型教程非常适合学习如何使用分流电容器调整压电振荡器的共振
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