CN113962087A - 一种耦合温度场的声表面波谐振器的计算方法 - Google Patents

一种耦合温度场的声表面波谐振器的计算方法 Download PDF

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CN113962087A CN202111234249.5A CN202111234249A CN113962087A CN 113962087 A CN113962087 A CN 113962087A CN 202111234249 A CN202111234249 A CN 202111234249A CN 113962087 A CN113962087 A CN 113962087A
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surface acoustic
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陈正林
贺艺
马晋毅
董加和
陈彦光
李桦林
陆川
潘虹芝
杜雪松
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Abstract

本发明公开了一种耦合温度场的声表面波谐振器的计算方法，包括如下步骤：步骤1)将温度场耦合到压电物理场中，得到表征不同温度场作用情况下声表面波谐振器多物理场耦合的数学模型；步骤2)通过有限元FEM技术对多物理场耦合的数学模型进行求解，获得耦合温度场量的多物理场声表面波谐振器单指结构的有限元模型；步骤3)提取声表面波谐振器单指结构有限元模型的系统矩阵，通过基于图形加速器加速的有限元分层级联技术，得到不同温度下有限长结构声表面波谐振器的矩阵方程，以实现不同温度下有限长结构声表面波谐振器频响特性曲线的快速计算。本发明能够实现不同温度情况下有限长结构声表面波谐振器的快速精确计算。

Description

一种耦合温度场的声表面波谐振器的计算方法
技术领域
本发明涉及声表面波电子器件技术领域，具体涉及一种耦合温度场的声表面波谐振器的计算方法。
背景技术
作为国防军工和移动通讯的基础和关键，射频前端是军用雷达、卫星通信电子和移动终端产品的核心组件。由于声表面波器件具有体积小、一致性好、可靠性高、损耗低、滤波性能佳等特点，声表面波器件已经成为军用雷达、卫星通信电子和移动终端等最主流的射频前端滤波器。
现有技术中对有限长结构的声表面波谐振器的计算分析方法中，主要包括精确数值解(有限元FEM方法、FEM/BEM等)和唯象模型方法(COM理论、等效电路模型等)，但目前这些分析方法中往往只考虑了压电物理场(即声场和电场二个物理场)，对于器件的温度场并没有进行耦合，因此也就无法实现不同温度情况下有限长结构的声表面波谐振器的计算分析。然而以声表面波为原理设计的谐振器，在进行通带或阻带的设计时，除了考虑带宽之外，还需要考虑因温度影响导致的通带变化，因此如何实现不同温度情况下有限长结构的声表面波谐振器的精确计算也就成为了急需解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何提供一种能够实现不同温度情况下有限长结构声表面波谐振器的快速精确计算的耦合温度场的声表面波谐振器的计算方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种耦合温度场的声表面波谐振器的计算方法，包括如下步骤：
步骤1)将温度场以热应力和热应变的形式耦合到压电物理场中，得到能够表征不同温度场作用情况下声表面波谐振器多物理场耦合的数学模型；
步骤2)通过有限元FEM技术对步骤1)中得到的多物理场耦合的数学模型进行求解，获得耦合温度场量的多物理场声表面波谐振器单指结构的有限元模型；
步骤3)提取步骤2)中多物理场声表面波谐振器单指结构有限元模型的系统矩阵，并通过基于图形加速器加速的有限元分层级联技术，得到不同温度情况下有限长结构声表面波谐振器的矩阵方程，以实现不同温度情况下有限长结构声表面波谐振器频响特性曲线的快速计算。
这样，本发明公开的耦合温度场的声表面波谐振器的计算方法，可用于快速精确计算不同温度情况下有限长结构声表面波谐振器的频响特性曲线，通过将温度场以热应力和热应变的形式耦合到传统的压电物理场量中，得到能够表征不同温度场作用情况下声表面波谐振器多物理场耦合数学模型；然后通过有限元FEM技术对多物理场耦合模型进行求解，获得耦合温度场量的多物理场声表面波谐振器单指结构有限元模型；最后再通过提取该多物理场声表面波谐振器单指结构有限元模型的系统矩阵，通过基于图形加速器加速的有限元分层级联技术GPU-HCT，得到不同温度情况下有限长结构声表面波谐振器的矩阵方程，并由此实现不同温度情况下有限长结构谐振器频响特性曲线的快速精确计算，同时本发明还可计算不同结构声表面波谐振器的温度稳定性。
优选的，步骤1)中包括：
步骤1、1)计算不同温度T与基准温度T0的差值，得到温差θ，然后计算材料在不同温度情况下的n阶弹性常数、n阶应力常数、n阶介电常数、n阶热膨胀系数、n阶密度系数、n阶金属电极梅常数；
步骤1、2)将温度场以热应力和热应变的形式耦合到压电物理场量中，得到无外力作用时不同温度场作用情况下声表面波谐振器多物理场耦合的数学模型。
优选的，步骤1、1)中，n阶弹性常数、n阶应力常数、n阶介电常数、n阶热膨胀系数、n阶密度系数、n阶金属电极拉梅常数分别按下式进行计算：
Figure BDA0003317173340000021
Figure BDA0003317173340000022
Figure BDA0003317173340000023
Figure BDA0003317173340000024
ρθ＝ρ+ρ(1)θ+ρ(2)θ2+ρ(3)θ3
rθ＝r+r(1)θ+r(2)θ2+r(3)θ3
gθ＝g+g(1)θ+g(2)θ2+g(3)θ3
θ＝(T-T0)
式中：cijkl为弹性常数，
Figure BDA0003317173340000025
为n阶弹性常数，eijk为应力常数，
Figure BDA0003317173340000026
为n阶应力常数，εik为介电常数，
Figure BDA0003317173340000027
为n阶介电常数，aik为热膨胀系数，
Figure BDA0003317173340000028
为n阶热膨胀系数，ρ为密度，ρ(n)为n阶密度系数，r为金属电极第一拉梅常数，r(n)为n阶金属电极第一拉梅常数，g为金属电极第二拉梅常数，g(n)为n阶金属电极第二拉梅常数，T0为基准温度，且T0为25℃，T为温度环境，θ为温差。
优选的，步骤1、2)中，将温度场以热应力和热应变的形式耦合到压电物理场量中，具体计算公式以张量的形式表示：
Figure BDA0003317173340000031
Figure BDA0003317173340000032
Figure BDA0003317173340000033
式中：Tij为应力，Di为电位移，α为热膨胀系数，u为位移，Ek为电场，sij为应变。
优选的，步骤1、2)中，无外力作用时不同温度场作用情况下声表面波谐振器多物理场耦合的数学模型按如下公式进行计算：
Figure BDA0003317173340000034
Figure BDA0003317173340000035
式中：ρ为密度，φ为电势，
Figure BDA0003317173340000036
为Nabla算子，且
Figure BDA0003317173340000037
Figure BDA0003317173340000038
优选的，步骤2)中，在通过有限元FEM技术对步骤1)中得到的多物理场耦合的数学模型进行求解时，设定声表面波谐振器的金属电极形貌为梯形金属电极，且梯形金属电极的角度为5°-15°，并通过下式获得耦合温度场量的多物理场声表面波谐振器单指结构的有限元模型：
Figure BDA0003317173340000039
式中：[K]为单元刚度矩阵，ω为圆频率，[M]为单元质量矩阵，[P]为单元机电耦合矢量，C0为静态电容，Qt为单指结构电荷量，U(t)为位移，V为电势。
优选的，步骤3)中，按下列公式计算得到不同温度情况下有限长结构声表面波谐振器的矩阵方程：
Figure BDA00033171733400000310
式中：XL为单指结构有限元模型的左边界自由度，XI为单指结构有限元模型的内部自由度，XR为单指结构有限元模型的右边界自由度，v为电极表面电势自由度，q为电极表面电荷量，RA为单指结构有限元模型左边界的应力，RI为单指结构有限元模型内部自由度的应力，RB为单指结构有限元模型右边界的应力；
在无外力作用的情况下，RA＝0，RI＝0，RB＝0，采用有限元降阶技术和自由度压缩法，将内部自由度XI消除；
Figure BDA0003317173340000041
可将单指单元系统矩阵由4x4矩阵降维为3x3矩阵，即
Figure BDA0003317173340000042
利用单指结构左右边界声学量和电学量连续性条件，得到将不同的单指单元A模块和B模块系统矩阵级联之后的系统矩阵方程；
Figure BDA0003317173340000043
式中：v＝[vA，vB，...]，Q＝[qA，qB，...]；
对级联之后的系统矩阵方程再次对内部自由度Xc进行消除，对系统矩阵方程重复地采用级联算法进行自由度消除和级联，得到包含整个器件的电压自由度和电荷量并能表征完整有限长结构的矩阵方程，即
Figure BDA0003317173340000044
与现有技术相比，本发明将温度场耦合到压电方程中，同时将实际器件中存在的声波传播损耗、介电损耗、电极电阻损耗、电极形貌等实际因素均考虑在内，得到能够表征实际工作环境下的声表面波谐振器的数学模型；然后采用有限元FEM技术对多物理场耦合模型进行求解，结合基于图形加速器加速的有限元分层级联技术GPU-HCT解决计算量大、耗时长的问题，从而实现不同温度情况下有限长结构声表面波谐振器的快速精确计算。
附图说明
图1为本发明耦合温度场的声表面波谐振器的计算方法的流程框图；
图2为本发明耦合温度场的声表面波谐振器的计算方法中声表面波谐振器单指结构的结构示意图；
图3为采用本发明耦合温度场的声表面波谐振器的计算方法得到的不同温度情况下的导纳曲线。
附图标记说明：梯形金属电极1、压电基体2、完美匹配层3。
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
如附图1所示，一种耦合温度场的声表面波谐振器的计算方法，包括如下步骤：
步骤1)将温度场以热应力和热应变的形式耦合到压电物理场中，得到能够表征不同温度场作用情况下声表面波谐振器多物理场耦合的数学模型；
步骤2)通过有限元FEM技术对步骤1)中得到的多物理场耦合的数学模型进行求解，获得耦合温度场量的多物理场声表面波谐振器单指结构的有限元模型；如附图2所示为声表面波谐振器的单指结构，包括金属电极、压电基体2和完美匹配层3，在本实施例中，金属电极为梯形金属电极1，且梯形金属电极1的角度为5°-15°；
步骤3)提取步骤2)中多物理场声表面波谐振器单指结构有限元模型的系统矩阵，并通过基于图形加速器加速的有限元分层级联技术GPU-HCT，得到不同温度情况下有限长结构声表面波谐振器的矩阵方程，以实现不同温度情况下有限长结构声表面波谐振器频响特性曲线的快速计算。
这样，本发明公开的耦合温度场的声表面波谐振器的计算方法，可用于快速精确计算不同温度情况下有限长结构声表面波谐振器的频响特性曲线，通过将温度场以热应力和热应变的形式耦合到传统的压电物理场量中，得到能够表征不同温度场作用情况下声表面波谐振器多物理场耦合数学模型；然后通过有限元FEM技术对多物理场耦合模型进行求解，获得耦合温度场量的多物理场声表面波谐振器单指结构有限元模型；最后再通过提取该多物理场声表面波谐振器单指结构有限元模型的系统矩阵，通过基于图形加速器加速的有限元分层级联技术GPU-HCT，得到不同温度情况下有限长结构声表面波谐振器的矩阵方程，并由此实现不同温度情况下有限长结构谐振器频响特性曲线的快速精确计算，同时本发明还可计算不同结构声表面波谐振器的温度稳定性。
在本实施例中，步骤1)中包括：
步骤1、1)计算不同温度T与基准温度T0的差值，得到温差θ，然后计算材料在不同温度情况下的n阶弹性常数、n阶应力常数、n阶介电常数、n阶热膨胀系数、n阶密度系数、n阶金属电极梅常数；
步骤1、2)将温度场以热应力和热应变的形式耦合到压电物理场量中，得到无外力作用时不同温度场作用情况下声表面波谐振器多物理场耦合的数学模型。
在本实施例中，步骤1、1)中，n阶弹性常数、n阶应力常数、n阶介电常数、n阶热膨胀系数、n阶密度系数、n阶金属电极拉梅常数分别按下式进行计算：
Figure BDA0003317173340000061
Figure BDA0003317173340000062
Figure BDA0003317173340000063
Figure BDA0003317173340000064
ρθ＝ρ+ρ(1)θ+ρ(2)θ2+ρ(3)θ3
rθ＝r+r(1)θ+r(2)θ2+r(3)θ3
gθ＝g+g(1)θ+g(2)θ2+g(3)θ3
θ＝(T-T0)
式中：cijkl为弹性常数，
Figure BDA0003317173340000065
为n阶弹性常数，eijk为应力常数，
Figure BDA0003317173340000066
为n阶应力常数，εik为介电常数，
Figure BDA0003317173340000067
为n阶介电常数，aik为热膨胀系数，
Figure BDA0003317173340000068
为n阶热膨胀系数，ρ为密度，ρ(n)为n阶密度系数，r为金属电极第一拉梅常数，r(n)为n阶金属电极第一拉梅常数，g为金属电极第二拉梅常数，g(n)为n阶金属电极第二拉梅常数，T0为基准温度，且T0为25℃，T为温度环境，θ为温差。
在本实施例中，步骤1、2)中，将温度场以热应力和热应变的形式耦合到压电物理场量中，具体计算公式以张量的形式表示：
Figure BDA0003317173340000069
Figure BDA00033171733400000610
Figure BDA00033171733400000611
式中：Tij为应力，Di为电位移，α为热膨胀系数，u为位移，Ek为电场，sij为应变。
在本实施例中，步骤1、2)中，无外力作用时不同温度场作用情况下声表面波谐振器多物理场耦合的数学模型按如下公式进行计算：
Figure BDA00033171733400000612
Figure BDA00033171733400000613
式中：ρ为密度，φ为电势，
Figure BDA0003317173340000071
为Nabla算子，且
Figure BDA0003317173340000072
Figure BDA0003317173340000073
在本实施例中，步骤2)中，在通过有限元FEM技术对步骤1)中得到的多物理场耦合的数学模型进行求解时，设定声表面波谐振器的金属电极形貌为梯形金属电极，且梯形金属电极的角度为5°-15°，并通过下式获得耦合温度场量的多物理场声表面波谐振器单指结构的有限元模型：
Figure BDA0003317173340000074
式中：[K]为单元刚度矩阵，ω为圆频率，[M]为单元质量矩阵，[P]为单元机电耦合矢量，C0为静态电容，Qt为单指结构电荷量，U(t)为位移，V为电势。
在本实施例中，步骤3)中，按下列公式计算得到不同温度情况下有限长结构声表面波谐振器的矩阵方程：
Figure BDA0003317173340000075
式中：XL为单指结构有限元模型的左边界自由度，XI为单指结构有限元模型的内部自由度，XR为单指结构有限元模型的右边界自由度，v为电极表面电势自由度，q为电极表面电荷量，，RA为单指结构有限元模型左边界的应力，RI为单指结构有限元模型内部自由度的应力，RB为单指结构有限元模型右边界的应力；
在无外力作用的情况下，RA＝0，RI＝0，RB＝0，采用有限元降阶技术和自由度压缩法，将内部自由度XI消除；
Figure BDA0003317173340000076
可将单指单元系统矩阵由4x4矩阵降维为3x3矩阵，即
Figure BDA0003317173340000077
利用单指结构左右边界声学量和电学量连续性条件，得到将不同的单指单元A模块和B模块系统矩阵级联之后的系统矩阵方程：
Figure BDA0003317173340000081
式中：v＝[vA，vB，...]，Q＝[qA，qB，...]；
对级联之后的系统矩阵方程再次对内部自由度Xc进行消除，对系统矩阵方程重复地采用级联算法进行自由度消除和级联，得到包含整个器件的电压自由度和电荷量并能表征完整有限长结构的矩阵方程，即
Figure BDA0003317173340000082
与现有技术相比，本发明将温度场耦合到压电方程中，同时将实际器件中存在的声波传播损耗、介电损耗、电极电阻损耗、电极形貌等实际因素均考虑在内，得到能够表征实际工作环境下的声表面波谐振器的数学模型；然后采用有限元FEM技术对多物理场耦合模型进行求解，结合基于图形加速器加速的有限元分层级联技术GPU-HCT解决计算量大、耗时长的问题，从而实现不同温度情况下有限长结构声表面波谐振器的快速精确计算。
如附图3所示为采用本发明方法耦合温度场并将实际器件中存在的声波传播损耗、介电损耗、电极电阻损耗、电极形貌等实际因素均考虑在内得到的X-Z石英在不同温度情况下的导纳曲线，其中Al电极膜厚1.8％，梯形金属电极角度为10°，周期D为3um，金属比比为0.5，左右反射栅分别为40，IDT指条数为150，孔径为80p，其中曲线2为环境温度为25°，此时环境温度与基准温度T0的差值为0，即温差θ为0，故曲线2为未考虑温度场时的导纳曲线。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种耦合温度场的声表面波谐振器的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1)将温度场以热应力和热应变的形式耦合到压电物理场中，得到能够表征不同温度场作用情况下声表面波谐振器多物理场耦合的数学模型；
步骤2)通过有限元FEM技术对步骤1)中得到的多物理场耦合的数学模型进行求解，获得耦合温度场量的多物理场声表面波谐振器单指结构的有限元模型；
步骤3)提取步骤2)中多物理场声表面波谐振器单指结构有限元模型的系统矩阵，并通过基于图形加速器加速的有限元分层级联技术，得到不同温度下有限长结构声表面波谐振器的矩阵方程，以实现不同温度下有限长结构声表面波谐振器频响特性曲线的快速计算。
2.根据权利要求1所述的耦合温度场的声表面波谐振器的计算方法，其特征在于，步骤1)中包括：
步骤1、1)计算不同温度T与基准温度T0的差值，得到温差θ，然后计算材料在不同温度情况下的n阶弹性常数、n阶应力常数、n阶介电常数、n阶热膨胀系数、n阶密度系数、n阶金属电极梅常数；
步骤1、2)将温度场以热应力和热应变的形式耦合到压电物理场量中，得到无外力作用时不同温度场作用情况下声表面波谐振器多物理场耦合的数学模型。
3.根据权利要求2所述的耦合温度场的声表面波谐振器的计算方法，其特征在于，步骤1、1)中，n阶弹性常数、n阶应力常数、n阶介电常数、n阶热膨胀系数、n阶密度系数、n阶金属电极拉梅常数分别按下式进行计算：
Figure FDA0003317173330000011
Figure FDA0003317173330000012
Figure FDA0003317173330000013
Figure FDA0003317173330000014
ρθ＝ρ+ρ(1)θ+ρ(2)θ2+ρ(3)θ3
rθ＝r+r(1)θ+r(2)θ2+r(3)θ3
gθ＝g+g(1)θ+g(2)θ2+g(3)θ3
θ＝(T-T0)
式中：cijkl为弹性常数，
Figure FDA0003317173330000015
为n阶弹性常数，eijk为应力常数，
Figure FDA0003317173330000016
为n阶应力常数，εik为介电常数，
Figure FDA0003317173330000017
为n阶介电常数，aik为热膨胀系数，
Figure FDA0003317173330000018
为n阶热膨胀系数，ρ为密度，ρ(n)为n阶密度系数，r为金属电极第一拉梅常数，r(n)为n阶金属电极第一拉梅常数，g为金属电极第二拉梅常数，g(n)为n阶金属电极第二拉梅常数，T0为基准温度，且T0为25℃，T为温度环境，θ为温差。
4.根据权利要求3所述的耦合温度场的声表面波谐振器的计算方法，其特征在于，步骤1、2)中，将温度场以热应力和热应变的形式耦合到压电物理场量中，具体计算公式以张量的形式表示：
Figure FDA0003317173330000021
Figure FDA0003317173330000022
Figure FDA0003317173330000023
式中：Tij为应力，Di为电位移，α为热膨胀系数，u为位移，Ek为电场，sij为应变。
5.根据权利要求4所述的耦合温度场的声表面波谐振器的计算方法，其特征在于，步骤1、2)中，无外力作用时不同温度场作用情况下声表面波谐振器多物理场耦合的数学模型按如下公式进行计算：
Figure FDA0003317173330000024
Figure FDA0003317173330000025
式中：ρ为密度，φ为电势，
Figure FDA0003317173330000026
为Nabla算子，且
Figure FDA0003317173330000027
Figure FDA0003317173330000028
6.根据权利要求1所述的耦合温度场的声表面波谐振器的计算方法，其特征在于，步骤2)中，在通过有限元FEM技术对步骤1)中得到的多物理场耦合的数学模型进行求解时，设定声表面波谐振器的金属电极形貌为梯形金属电极，且梯形金属电极的角度为5°-15°，并通过下式获得耦合温度场量的多物理场声表面波谐振器单指结构的有限元模型：
Figure FDA0003317173330000029
式中：[K]为单元刚度矩阵，ω为圆频率，[M]为单元质量矩阵，[P]为单元机电耦合矢量，C0为静态电容，Qt为单指结构电荷量，U(t)为位移，V为电势。
7.根据权利要求6所述的耦合温度场的声表面波谐振器的计算方法，其特征在于，步骤3)中，按下列公式计算得到不同温度情况下有限长结构声表面波谐振器的矩阵方程：
Figure FDA0003317173330000031
式中：XL为单指结构有限元模型的左边界自由度，XI为单指结构有限元模型的内部自由度，XR为单指结构有限元模型的右边界自由度，v为电极表面电势自由度，q为电极表面电荷量，RA为单指结构有限元模型左边界的应力，RI为单指结构有限元模型内部自由度的应力，RB为单指结构有限元模型右边界的应力；
在无外力作用的情况下，RA＝0，RI＝0，RB＝0，采用有限元降阶技术和自由度压缩法，将内部自由度XI消除：
Figure FDA0003317173330000032
可将单指单元系统矩阵由4x4矩阵降维为3 x 3矩阵：
Figure FDA0003317173330000033
利用单指结构左右边界声学量和电学量连续性条件，得到将不同的单指单元A模块和B模块系统矩阵级联之后的系统矩阵方程：
Figure FDA0003317173330000034
式中：v＝[vA,vB,...]，Q＝[qA,qB,...]；
对级联之后的系统矩阵方程再次对内部自由度Xc进行消除，对系统矩阵方程重复地采用级联算法进行自由度消除和级联，得到包含整个器件的电压自由度和电荷量并能表征完整有限长结构的矩阵方程：
Figure FDA0003317173330000035
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114117690A (zh) * 2022-01-27 2022-03-01 深圳飞骧科技股份有限公司 声表面波滤波器仿真方法、相关设备及存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011097513A (ja) * 2009-11-02 2011-05-12 Seiko Epson Corp 圧電発振器の温度補償方法、圧電発振器
CN106918420A (zh) * 2017-04-21 2017-07-04 北京航空航天大学 一种双石墨烯谐振梁式压力传感器
CN110750934A (zh) * 2019-11-01 2020-02-04 哈尔滨工程大学 深海弹性结构与环境耦合声辐射预报方法
US20200119717A1 (en) * 2016-08-29 2020-04-16 Resonant, Inc. Fast, highly accurate, full-fem surface acoustic wave simulation
CN111812378A (zh) * 2020-05-29 2020-10-23 北京航空航天大学 一种谐振式光学电压传感器的结构设计方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011097513A (ja) * 2009-11-02 2011-05-12 Seiko Epson Corp 圧電発振器の温度補償方法、圧電発振器
US20200119717A1 (en) * 2016-08-29 2020-04-16 Resonant, Inc. Fast, highly accurate, full-fem surface acoustic wave simulation
CN106918420A (zh) * 2017-04-21 2017-07-04 北京航空航天大学 一种双石墨烯谐振梁式压力传感器
CN110750934A (zh) * 2019-11-01 2020-02-04 哈尔滨工程大学 深海弹性结构与环境耦合声辐射预报方法
CN111812378A (zh) * 2020-05-29 2020-10-23 北京航空航天大学 一种谐振式光学电压传感器的结构设计方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YONG, Y.K.; KANNA, S: "IDT geometry and crystal cut effects on the frequency-temperature curves of a SAW periodic structure of quartz", 《ULTRASON》, no. 1, 6 August 2002 (2002-08-06), pages 223 *
ZHANG QIAOZHEN等: "Periodic Analysis of Surface Acoustic Wave Resonator with Dimensionally Reduced PDE Model Using COMSOL Code", 《MICROMACHINES》, vol. 12, no. 2, 28 January 2021 (2021-01-28), pages 141 *
何杰;袁小平;刘荣贵;许昕;李昕;袁媛;毛海燕;马晋毅: "FBAR技术的敏感应用与发展研究", 《压电与声光》, 15 February 2014 (2014-02-15), pages 19 - 26 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114117690A (zh) * 2022-01-27 2022-03-01 深圳飞骧科技股份有限公司 声表面波滤波器仿真方法、相关设备及存储介质
CN114117690B (zh) * 2022-01-27 2022-06-14 深圳飞骧科技股份有限公司 声表面波滤波器仿真方法、相关设备及存储介质

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