聚酰亚胺覆盖层对LGS声表面波谐振器的影响

该文在硅酸镓镧(LGS)声表面波(SAW)谐振器上沉积了不同厚度的聚酰亚胺薄膜,研究了聚酰亚胺覆盖层对LGS声表面波谐振器的影响。结果表明,SAW谐振器表面沉积了聚酰亚胺薄膜后,器件的谐振频率向低频移动,且随着聚酰亚胺层厚度的增加,谐振器的谐振频率下降越大。SAW谐振器的一阶频率温度系数绝对值随着聚酰亚胺层厚度的增加而增大,且温度转变点向低温偏移。研究结果表明,覆盖聚酰亚胺层薄膜可以提高SAW谐振器的温度灵敏度,从而可应用于温度传感器中。     

基于双SAW谐振器的温度传感器设计

为解决声表面波(SAW)谐振器的频率温度特性呈非线性的问题,该文提出了一种利用两个SAW谐振器来设计具有线性输出的SAW温度传感器的方法。根据该方法设计了两个基于硅酸镓镧压电基片的SAW温度传感器,每个传感器由两个不同的SAW谐振器串联而成。实验结果表明,两个SAW传感器在室温～300℃的宽温度范围内均表现出很好的线性度。这种简单有效的设计方法具有实现宽温度范围测试的能力,可推广到其他具有较大二阶温度系数的SAW温度传感器的研发中。     

基于SAW谐振器无源无线传感器编码方法研究

为简化声表面波(SAW)传感器的编码过程,提出了一种基于SAW谐振器的编码方法,通过多个不同中心谐振频率的SAW谐振器分别连接不同的负载阻抗进行传感器的编码。设计了传感器的具体结构,建立了传感器的等效电路模型,利用ADS仿真软件对中心谐振频率分别为868MHz和915MHz的2个SAW谐振器组成的传感器进行仿真,结果表明,SAW谐振器外接1pF与4pF的阻抗,其谐振频率差可达200³00kHz。根据仿真结果,设计制作了不同编码的2个传感器,一个不外接阻抗,一个外接10pF的阻抗,测试谐振频率差别可达39.75300kHz。根据仿真结果,设计制作了不同编码的2个传感器,一个不外接阻抗,一个外接10pF的阻抗,测试谐振频率差别可达39.75⁴0.2kHz,因此,SAW谐振器外接不同阻抗时谐振频率的差异明显,基于SAW谐振器与外接阻抗的传感器编码方法是可行的。     

基于YCOB的高温声表面波谐振器的研究

该文研究了在新型压电材料YCa4O(BO3)3(YCOB)上设计和制备高温声表面波(SAW)谐振器。研究了2种不同切型X-90°、Z-90°YCOB为基底的SAW谐振器的高温性能。研究表明,在600℃下器件的稳定性高,其谐振频率随着温度的升高呈线性降低。Z-90°YCOB器件的谐振频率和温度灵敏度分别为278.94 MHz和21.22kHz/℃;X-90°YCOB器件的谐振频率和温度灵敏度分别为230.53MHz和13.44kHz/℃。结果表明,Z-90°切型的YCOB的温度灵敏度较高。     

高压XPLE电缆中间接头线芯声表面波测温技术研究

为实现高压XPLE电缆中间接头线芯运行温度直接测量,研制了一种植入式无源无线声表面波（SAW）测温装置。该植入式SAW温度传感器主要由433MHz偶极子天线和谐振型SAW谐振器组成,封装在厚度仅16mm的圆环内,安装时直接套在电缆接头线芯上。通过对读取器射频电路优化设计,如配置高增益偶极子天线、低噪声放大器,接收机抗干扰设计等,实现传感器信号高灵敏检测。采用扫频法确定SAW传感器的谐振频率。通过离线测试确定了读取天线布置位置以及SAW传感器谐振频率-温度特性。110kV电缆交流耐压与温升试验结果表明,在电缆线芯承受2倍额定相电压,电流大于1.9kA和运行温度超过允许的90oC条件下,所研制的样机无线通信良好,能够实现电缆中间接头线芯直接测温。     

基于ScAlN/FeGa结构的磁电声表面波谐振器

该文研究基于磁致伸缩FeGa合金衬底的磁电声表面波(SAW)谐振器。首先,在FeGa磁致伸缩衬底上溅射沉积了ScAlN压电薄膜,完成了单端口声表面波谐振器的制备;其次,采用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)等手段对ScAlN薄膜进行结构分析;最后,采用矢量网络分析仪和微波探针台测试S参数和群时延。结果表明,ScAlN薄膜晶粒呈柱状生长且具有高度(002)取向,薄膜表面粗糙度在2.36nm左右;当ScAlN压电薄膜厚为0.7μm,波长为15.74μm时,SAW谐振器的谐振频率为218.75 MHz,相速度为3 443m/s,机电耦合系数为0.06%,与COMSOL仿真计算结果较吻合。     

兰姆波型谐振器的制备与测试

采用磁控溅射、光刻、腐蚀、电子束蒸发等工艺,在AlN薄膜表面设计和制备了兰姆波(Lamb)型谐振器。研究了Lamb谐振器频率特性与频率-温度特性,并与传统的瑞利波(Rayleigh)型谐振器进行对比。测试结果表明,Rayleigh谐振器的谐振频率为305.15 MHz,温度灵敏度为10.74kHz/℃;而Lamb谐振器有7个谐振频率,分别为294.630MHz,398.125MHz,435.625MHz,482MHz,531.625MHz,570MHz和613.625MHz,其温度灵敏度分别为10.63kHz/℃,13.46kHz/℃,16.09kHz/℃,17.51kHz/℃,18.95kHz/℃,20.76kHz/℃和21.86kHz/℃。结果表明,兰姆波型谐振器高阶模式的温度灵敏度最高,达到21.86kHz/℃。     

GMM和SAW谐振器复合磁传感器设计与分析

提出了一种新的超磁致伸缩材料(GMM)和声表面波(SAW)谐振器构成的复合磁传感器,将磁场中GMM的应力应变传递到SAW谐振器上,改变其谐振频率,检测谐振频率进行磁场测量。推导了复合磁传感器在磁场中的频率响应及磁场-频率偏移量关系,并对传感器的静态特性进行了测试。分析表明该传感器为低通系统,截止频率约为14.34Hz。实验验证了复合传感器的最高静态灵敏度可达到190Hz/Oe。     

GMM和SAW谐振器复合磁传感器设计与分析

提出了一种新的超磁致伸缩材料(GMM)和声表面波(SAW)谐振器构成的复合磁传感器,将磁场中GMM的应力应变传递到SAW谐振器上,改变其谐振频率,检测谐振频率进行磁场测量.推导了复合磁传感器在磁场中的频率响应及磁场-频率偏移量关系,并对传感器的静态特性进行了测试.分析表明该传感器为低通系统,截止频率约为14.34 Hz.实验验证了复合传感器的最高静态灵敏度可达到190 Hz/Oe.     

GMM和SAW谐振器复合磁传感器设计与分析

提出了一种新的超磁致伸缩材料（GMM）和声表面波（SAW）谐振器构成的复合磁传感器，将磁场中GMM的应力应变传递到SAW谐振器上，改变其谐振频率，检测谐振频率进行磁场测量。推导了复合磁传感器在磁场中的频率响应及磁场-频率偏移量关系，并对传感器的静态特性进行了测试。分析表明该传感器为低通系统，截止频率约为14.34Hz。实验验证了复合传感器的最高静态灵敏度可达到190Hz/Oe。     

一种用于图书档案库的小波加权式声表面波温度传感器的关键问题研究

本文提出把声表面波温度传感器用于图书档案库的温度控制系统中.当图书档案库中温度变化时,该温度传感器的输出频率与温度成线性关系,从而达到测量温度的目的.同时还提出将输入换能器变迹加权函数、换能器的指条数对声表面波功率的影响作为两个关键问题进行了研究,并且解决了这两个关键问题.在声表面波温度传感器的研究中,用小波函数对输入换能器进行变迹加权,导致于抑制了该温度传感器频率特性曲线的旁瓣.换能器的指条数越多,产生的体声波越弱(即换能器的指条数越多,产生的声表面波越强).只要换能器的指条数大于40条时,产生的体声波可以忽略,而产生的声表面波是很强的.并且对该温度传感器的设计、制作及实验进行了详细研究.     

GHz频带声表面波谐振器的研究

本文叙述了GHz频带声表面波谐振器的设计、制造和试验结果.对两种不同模式的声表面波谐振器进行了研究,它们是瑞利波型谐振器和表面横波型谐振器.对两种波型谐振器的频率温度特性进行了比较.最后对表面横波(STW)谐振器在振荡器中的应用进行了研究.     

声表面波微压力传感器的信号调理电路设计

声表面波传感器因其独特的设计原理,具有体积小,无源无线,精度高等特点,在物理和生物领域应用广泛。针对声表面波输出频率信号采集复杂的问题,该文设计了一类信号调理电路,通过谐振选频电路稳定输出信号,并通过滤波、放大、整形将输出信号转变为方波信号,最终得到易于采集处理的频率信号。通过Multisim仿真证明,该电路有良好的信号调理能力,易集成。这为声表面波微压力传感器的信号采集和处理奠定了基础。     

一种新型的无源无线SAW温度传感器的研究

该文介绍了一种新型的无源无线声表面波温度传感器,传感器的能量来自外界的无线电磁波。通过利用多条耦合器及位于不同声路的两条反射栅,实现了在消除体声波(BAW)干扰的同时,利用两条声表面波(SAW)传输路径差引入相应的声传播延迟,用以提高测温精度。该声表面波温度传感器可采用小波函数包络加权叉指换能器,从而抑制了频率响应曲线中的旁瓣,提高了品质因数。此外,通过使用一个叉指换能器的单端输入、单端输出的结构,可有效减小传感器的体积,使其具有广泛的应用范围。     

基于FEM/BEM方法的表面声场体波模式数值研究

采用有限元/边界元法(FEM/BEM),分析了有限长叉指换能器在半无限大压电晶体128°YX-LiNbO3中激发的表面波和体波在晶体表面上的分布情况。通过对频域内表面声场的分析,得到了表面上三个位移场分量含有的声波模式,对相应时域内各场分量的体波脉冲振幅进行处理,详细分析了各个模式的体波脉冲振幅随时间的分布关系。结果表明,除Rayleigh型表面波外,各场分量中还包含不同成分和比例的体波模式;在场分量1和场分量3中占主要成分的准纵波,以及在场分量2中占主要成分的准慢切变波,在表面上其传播损耗以指数衰减。     

声表面波免疫传感器高频检测系统设计

声表面波（SAW）免疫传感器是一种新型生物传感器,该文设计并实现了一个高频的SAW免疫传感器检测系统。该系统利用锁相环控制输出信号频率对输入信号频率跟踪锁定,通过测量频率变化量即能完成对免疫传感器的检测,通过液晶屏显示结果。测试结果表明,该检测系统能准确测量频率156~162 MHz内的传感信号,系统的最大测量误差仅0.85%,满足SAW免疫传感器高频检测领域的工程实际需要。     

声表面波传感器检测电路的研究

针对目前声表面波(SAW)传感器检测电路的缺点,通过对SAW传感器信号的特征分析,设计了一种简单实用的SAW传感器检测电路,降低了硬件成本。该电路利用直接数字频率合成技术产生不同的频率信号,用以激励不同谐振频率的声表面波敏感元件,在间歇收发周期从SAW传感器输出信号中提取出反映被测量的频率信号,通过对该频率的测量得到被测物理量的变化。通过对SAW传感器的温度实验,获得了传感器的温度-频率特性,在较低频率(20MHz)时检测灵敏度可达1.36kHz/℃,具有较好的一致性;在较高频率(75MHz)时检测灵敏度可达2.03kHz/℃,存在一定偏差。     

基于Hamming函数变迹加权SAW温度传感器设计

选取特定切向的压电晶体,用Hamming函数对叉指换能器的电极长度进行变迹加权,制作了一个谐振频率为431.5 MHz的声表面波温度传感器,研究了Hamming加权函数对叉指换能器频率响应旁瓣的抑制效果,并进行了温度-频率特性测试实验,研究了传感器的灵敏度、精度等性能.仿真和测试结果表明:基于Hamming函数变迹加权...