声表面波式小变变换及重构器件的实现研究

利用声表面波器件构建了小波变换及重构器件，为小流变换及重构器件开辟了一种新的制造途径，本文主要论述声表面波式小波变换及重构器件的工作原理，并对信号源内阻对声表面波器件的影响和声电再生问题提出了解决方案。     

用声表面波器件实现小波变换的研究

当声表面波叉指换能器的指条重叠包络按照小波函数的包络设计时，得到的声表面波叉指换能器脉冲响应函数等于小波函数，从而制造出了声表面波式小波变换器件。本文提出了利用两只声表面波式小波变换器件构造小波变换重构器件的新方法。对器件误差的来源作了分析，提出减小误差的方法。     

用声表面波器件实现小波变换

根据声表面波器件的卷特性,对声表面波器件实现小波变换进行了理论推导,说明了用声表面波器件实现小波变换具有的可行性和优越性。根据这些理论设计的实例和模拟结果表明,用声表面波器件实现小波变换的方法具有快速、实用和与数字处理系统（借助A／D和D／A变换器）相兼容等优点,对小波变换的应用有重要价值。     

电子器件

在研究声表面波式 Morlet 小波器件具有进行小波变换、消除白噪声和奇异性信号识别功能的基础上,将该器件用于对奇异性信号的提取和分析。通过某一航空发动机的故障实例说明了这种器件不仅可以对工业环境噪声、传输和中间处理单元造成的干扰信号进     

声表面波式小波变换处理器衍射问题的研究

传统声表面波式小波变换处理器存在衍射问题。该文通过改变叉指换能器结构的方法解决衍射问题,即输入换能器存在衍射问题区域的指条采用宽度加权;不存在衍射问题的区域结构不变。推导了实现新结构无衍射问题的声表面波式小波变换处理器的函数关系。在压电基片材料X-112°YLiTaO3上设计和制作了尺度2-1和2-2两种声表面波式小波变换处理器样品。通过数值计算和测量,论证了新结构声表面波式小波变换处理器不存在衍射问题。     

声表面波式指宽变长小波变换处理器的设计

为消除声表面波式小波变换处理器压电基片对频率特性的影响,以及输出换能器的指条数对带宽的影响和解决衍射问题,研制了声表面波式指宽变长小波变换处理器。该处理器选取机电耦合系数为0.64%的X-112°Y LiTaO_3压电基片,输出换能器指条数为36,输入换能器采用指宽变长且声孔径均匀的叉指换能器。设计和制作了尺度2-2声表面波式指宽变长小波变换处理器样品。实验结果表明,声表面波式指宽变长小波变换处理器频率特性曲线光滑,-3dB实验带宽为1.072 MHz,与理论带宽值一致,且不存在衍射问题。     

新型声表面波式小波变换器件插入损耗的研究

小波式叉指换能器使用机电耦合系数比较大的基片(如YZ-LiNbO₃基片)时,其频率特性曲线不光滑,但插入损耗小;小波式叉指换能器使用机电耦合系数比较小的基片(如X 112°Y-LiTaO₃基片)时,其频率特性曲线光滑,但插入损耗大.声表面波器件的指条对数N越少,其带宽 Δ f/f越大,插入损耗越大,所以,指条对数N要取的合适,不宜过少.在声表面波式小波变换器件中,发射叉指换能器的条对数N取57,接收叉指换能器的指条对数是57的四分之一到三分之一之间.     

声表面波器件小型化技术发展概述

以EPCOS生产的声表面波(SAW)芯片级封装和晶圆级封装为例,介绍了声表面波器件小型化发展的趋势.着重介绍了声表器件芯片级封装技术发展的各个阶段器件的结构特点.详述采用倒装、贴膜和晶圆键合技术将声表面波器件的尺寸减至最小及后续声表面波器件组件化封装的趋势.     

薄膜型声表面波器件的研究进展

相较于传统的压电单晶声表面波器件,薄膜型声表面波器件具有成本低、易小型化、易集成化等优点。文章对几种薄膜型声表面波器件的研究进展进行了综述。首先,总结了几种常见的薄膜制备方法。然后,根据应用范围的不同将薄膜型声表面波器件分为高频器件和高温器件。根据这两大类型,综述了近年来较典型的五种薄膜型声表面波器件,介绍其制备流程、基本结构和高频/高温等特性。最后,对五种薄膜型声表面波器件进行对比,并对薄膜型声表面波器件的未来发展提出展望。该综述对薄膜型声表面波器件的实际应用及推广具有一定借鉴意义。     

第一讲 声表面波的类型与性质

十九世纪八十年代英国物理学家瑞利从理论上研究了波在弹性固体表面上的传播特性并首先发现了声(弹极)表面波,这就是现在已为人所熟知的瑞利波.第二次世界大战以后由于电子设备迫切需要多功能和小型化,有人就试图利用声表面波技术来研制电子元件.六十年代中期美国怀特等人提出用叉指换能器在压电基片上激励和检测声表面波的方法从而加速了声表面波技术的发展,使许多各具特色的声表面波器件如同雨后春笋般相继涌现.十多年来声表面波器件凭借其设计灵活性和独特的信号处理功能而崭露头角,现在已成为电子元、器件界独树一帜的新秀.声表面波器件得以问世,实有赖于电子计算机和微电子技术两大技术基础的发展.这一事实也表明声表面波器件的研制无论在设计和工艺上都有许多独特的问题需要解决.为了充分发挥这类器件的设计灵活性和信号处理功能,器件设计人员有必要对固体声学、声表面波物理以及模拟信号处理技术等有较多的了解.近年来声表面波技术在我国颇受重视,器件的研制和应用日益广泛,有些民用器件即将大量生产,为了适应这种形势,本刊举办《声表面波技术讲座》,邀请国内知名学者较系统地介绍各种声表面波的特性,叉指换能器的特征以及各种声表面波器件的设计原理和应用等,深望它能有助于声表面波技术的推广     

Inclusion of conductivity in silicon s.a.w. component design

An equivalent circuit is described for a surface-acoustic-wave delay line utilising interdigital transducers in a multilayered medium with a conductive silicon substrate. Attention is paid to practical material parameters for the ultimate realisation of the monolithic integration of surface-acoustic-wave and electronic components on the same silicon slice.     

Two-dimensional transform processor for sonar beamforming using c.c.d. and s.a.w devices

A 2-dimensional transform technique which can simultaneously process both target Doppler and target bearing information for sonar beamforming applications is reported. The system uses charge-coupled-device (c.c.d.) analogue time compression on each hyprophone element, permitting temporal transformation of the data to be performed in a surface-acoustic-wave (s.a.w.) complex-Fourier-transform processor. Transformed data are selected from successive hydrophone records by Doppler cell, and a second transform, effectively a spatial transform, is performed on each Doppler cell. The resultant target bearing and target Doppler information is displayed as a B-scan.     

Magnetically tuned surface-acoustic-wave phase shifter

A novel technique for achieving variable phase shift in surface-acoustic-wave devices is demonstrated. By depositing a thin film of magnetostrictive material onto the surface of a conventional surface-acoustic-wave delay line, the wave velocity can be varied by adjusting an externally applied magnetic field. Experimental results are presented for a nickel film on a lithium-niobate substrate, and several possible applications are mentioned.     

一种基于Toeplitz矩阵重构的相干信源DOA估计算法

提出一种基于Toeplitz矩阵重构的相干信号源DOA估计算法。首先对各个阵元的接收数据与参考阵元（第一个阵元）的接收数据的相关函数进行排列,形成Hermitian Toeplitz矩阵,然后通过奇异值分解可以得到信号子空间和噪声子空间,从而实现相干信源的DOA估计。该算法在不减少阵列有效孔径的情况下,增加了可估计相干信号源数目,并在低信噪比条件下能够得到较好的估计性能,计算机仿真结果证实了算法的有效性。     

单像素成像中的光信息编码与解码

单像素成像旨在通过单个感光元件记录目标场景信息。由于其高灵敏度、宽谱段响应等良好的特性,单像素成像是近年来的研究热点。通过对高维光信号的编码采集与解码重构,单像素成像能够满足丰富的成像需求。介绍了单像素成像的研究背景,简述了其成像原理及重构算法,从光信息编码与解码角度系统回顾了单像素成像的研究现状和前沿技术。此外,还讨论了单像素成像技术中存在的问题,以及未来可能的研究方向与应用。     

Surface-acoustic-wave filters employing symmetric phase-weighted transducers

The letter describes a phase-weighting scheme for use in nondispersive surface-acoustic-wave bandpass filters. The advantages of this scheme are enumerated, and the performance of a demonstration filter on ST-quartz is compared with theoretical predictions.     

Sampling theorem application to s.a.w. diffraction simulation

Recent fast methods for simulating the diffraction effect on the frequency response for surface-acoustic-wave (s.a.w.) devices are improved so that they become more flexible and give a faster computational speed. The technique is based on the sampling theorem for time-limited signals.     

Fast computation of s.a.w. filter responses including diffraction

Penunuri's highly efficient method for computing the frequency response of surface-acoustic-wave (s.a.w.) devices including diffraction effects is improved so that it becomes more flexible and gives even faster computational speed. The method is suitable for applications where the Fresnel and parabolic approximations are appropriate.     

Surface-acoustic-wave beam shaping with multistrip couplers

A method for tailoring surface-acoustic-wave beam profiles by using strip-length and phase-weighted multistrip couplers is presented. The design of and measurement on a 50 MHz-centre-frequency device is described.     

Triple-transit suppression in surface-acoustic-wave devices

Two techniques are described for the reduction of triple-transit signals in surface-acoustic-wave devices. Both have been tested experimentally and found to work satisfactorily.