声表面波换能器电荷分布的有限元解

从压电本构方程和声场波动方程出发,在准静态近似的前提下,根据哈密顿原理,推导出压电结构的变分方程,建立了求解声表面波换能器电荷分布的有限元方程.以电极上加常电压为例,计算了两种情况下的声表面波换能器电极表面的电荷分布,为有关声表面波器件的结构优化和设计提供具有参考价值的器件参数.     

声电输运器件的表面波特性分析

本文讨论了埋沟砷化镓声电输运器件中声表面波传播特性,金属栅阵列的散射特性和导电理层对表面波的屏蔽特性。比较了不同沟道结构中表面波电位分布及不同金属结构对表面波的散射。指出了为获得性能优良的声电输运器所需结构参数的选择。     

声表面波电视中频滤波器的“积木式”设计方法

本文介绍了一种简单易行的设计声表面波电视中频滤波器的方法——“积木式”方法,并用实例作了说明。     

一种新型的10.7MHz声表面波滤波器基片材料

研究了作为调频接收机用10.7MHz声表面波滤波器基片材料(Pb_(0.88)-Nd_(0.10))(Ti_(0.92)Mn_(0.02)In_(0.06))O_3压电陶瓷的制造工艺.得到了理想的陶瓷材料:密度为7.676g/cm~3,平均晶粒直径为1.0μm,传输损耗为1.0dB/cm,V_s=2488m/s,K_s=15.5%,??=214,Q_m=2204,温度系数??=-28ppm/℃(-40-+60℃)和居里温度T_c为347℃.以上述陶瓷为基片,制成了10.7MHz声表面波滤波器,其性能达到了较高的水平.     

声表面波波动方程求解的速度分析

声表面波(SAW)波动方程的求解是SAW传播特性分析的理论依据,也是材料切型优化的基础.在具体求解时需要采用不断反复迭代的数值算法,计算工作量非常庞大,因此加快求解速度对于提高计算效率显得格外重要.基于边界条件系数行列式值法求解SAW波动方程,通过对影响求解速度的各因素的理论分析,提出了利用相应的波动模式、材料的连续性和对称性等特点来缩短粗搜区间;通过合理选取初始步长、动态调整搜索步长等策略来加快求解速度.求解实践证明这些措施是有效的.为SAW传播特性的准确快速的分析提供参考.     

基于DSP的声表面波温度测量系统设计

介绍了声表面波传感器测温原理,并设计了一种基于DSP的无线无源温度测量系统.采用具有低通特性的滑动平均数字滤波算法改进了系统的测量精度.通过在某变电站的现场试验,证明了该系统能够有效实现高压开关柜内多点实时探测,具有良好的抗干扰性和稳定性.     

LGS晶体优化切型声表面波特性计算

针对La3Ga5SiO14（LGS）压电晶体的特性,利用2种边界条件下克里斯托夫方程,计算了LGS晶体典型欧拉角为切型的相速度、能流角、各项异性因子,机电耦合系数和频率温度系数等声表面波（SAW）性质。计算结果表明,对欧拉角为（90.0°,20.0°,122.2°）和（90.0°,17.5°,121.9°）等切型,LGS晶体同时具有低能流角,低温度频率系数和适中的机电耦合系数,可用于高温环境下声表面波器件制作。     

声表面波器件封装电磁互通效应的研究

随着声表面波器件的小型化和高频化,该器件对封装引起的电磁互通效应的影响越来越敏感。因此,为了器件的准确设计,就必须慎重考虑封装对器件性能的影响。该文利用声表面波梯形滤波器的LC等效电路原理来获得声表面波双工器的模型;建立该器件的封装结构模型,利用基于有限元法的全波分析工具来提取其S参数。结合两者的结果,模拟出封装对声表面波器件的影响。     

Strain transfer mechanism of passive wireless surface acoustic wave torque sensors using shear lag theory

A shear-lag theory was developed to investigate the strain transfer from the metal substrate to the surface acoustic wave (SAW) resonator through a bonding layer. A three-layer model of host structure-adhesive layer-resonator layer was established. The strain transfer was theoretically analyzed, and the main factors impacting the SAW sensor measurement were studied. The relationship between the sensor response and the individual effect of all these factors under static loads was discussed. Results showed that better accuracy could be achieved with increase in the adhesive stiffness or resonator length, or decrease in the adhesive thickness. The values of the strain transfer rate calculated from the analytical model agreed well with that from the available experiment data.     

极限流速的Galerkin直接法和科氏惯性力的影响

根据变分原理导出了悬臂输液曲管的变分 积分方程 ,这是弯曲 扭转 流体三相耦合的动力学问题 ,无法解耦而单独求出弯曲和扭转的解析解 ,只能作近似计算 .有关文献用有限元法和迁移矩阵法对规则输液曲管进行了数值计算 ,得到了输液曲管的极限流速 ,但都没有考虑科氏惯性力的影响 .采用直接法 ,首先选取满足自然边界条件的试函数 ,而后求出了系统固有频率的近似解析公式 ,同时也得到了极限流速的近似解析公式 .通过算例分析了科氏惯性力对系统固有频率和极限流速的影响 .结果表明 ,采用该方法不仅可以得到问题的近似解析解 ,而且还具有相当高的精度 ,这是其它数值算法难以做到的 .因此可以说 ,Galerkin直接法为解决这类流 固耦合复杂问题提供了一种强有力的分析手段     

低速流场中的声传播模拟

为了研究流噪声的产生机理,且考虑介质粘性和流场对声传播的影响,采用分解法对低速流场中的声传播进行数值模拟.基于非结构化网格,采用有限体积法对时域上低速流的声传播问题进行研究.把可压缩N-S方程分解成不可压N-S方程和声扰动方程,并采用SIMPLE算法来求解声扰动方程,吸收边界采用DRP(保持色散关系)无反射边界.对流场...     

Pekeris波导中侧面波矢量场

侧面波作为近距离声场的重要成分,因其现有近似公式误差过大而给近距离声场分析和预报引入较大误差.针对Pekeris波导,在推得矢量场积分公式基础上,经严格的围道积分分析,推得侧面波矢量场积分公式,并对其设计了快速数值积分算法.该算法将侧面波原来的计算精度提高了1～2个数量级.数值分析表明,侧面波声压场与矢量场具有相近的衰减规律:相对于海深的近距离内,衰减率接近球面波;中等距离衰减率近3倍于球面波;远距离衰减率2倍于球面波.在几倍于海深的距离内,侧面波占总声场的主要成分.海试结果与声场理论预报接近,初步验证了该算法的正确性.     

基于分位数回归的剪切波速变化规律

本文收集了邯郸市区40个场地实测的剪切波速值,经过统计整理,采用分位数回归法对粉土、粉质粘土剪切波速随深度的变化规律进行分析,建立了分位数回归模型,并计算了回归参数,得出分位数回归曲线方程。结果表明,粉土的剪切波速值受埋深的影响为单向性;而埋深对粉质粘土剪切波速值的影响呈先增大后减小趋势。     

钢筋混凝土板裂缝对声发射波传播特征影响

目前利用声发射技术对混凝土结构进行裂缝定位或损伤检测时,并没有考虑已存在裂缝对声发射波传播特征的影响,这往往会使检测结果产生较大的偏差.为了探究裂缝参数对声发射波传播特征的影响,对3个不同保护层厚度的钢筋混凝土板试件进行了四点静力加载破坏试验和声发射测试,研究了裂缝深度、宽度、数量对钢筋混凝土板声发射波速和振幅衰减等传播特征的影响规律.试验和分析结果表明:裂缝深度对声发射传播特征的影响显著,声发射振幅衰减随裂缝深度增大而增大,声发射波速随裂缝深度增大而减小;声发射波速和振幅衰减几乎不随裂缝数量、宽度两参数变化而变化.在此基础上,提出考虑裂缝影响的修正波速时差定位法,进一步探讨了与采用传统时差定位法相比对钢筋混凝土损伤定位的影响,结果显示,基于修正波速的时差定位法对钢筋混凝土板进行损伤定位精度更高.     

声表面波质量传感器的P矩阵模型与实验分析

分析了新结构Y型双声路声表面波（SAW）质量传感器的频域特性.应用P矩阵理论计算结合实验验证，比较了3种不同结构器件的性能.结果表明，换能器孔径加权设计相比均匀孔径设计，有利于减小三、五次回波，旁瓣抑制增加了15 dB，在振荡模式下等效Q值由4 800提高到8 689，短期频率稳定度提高了－1.81 dBc/Hz；倾斜反射栅设计使边缘反射虚假信号减小了约2 dB，在振荡模式下等效Q值由8 689提高到12 477，短期频率稳定度提高了－1.20 dBc/Hz.采用倾斜反射栅与孔径加权设计结构，有利于提高质量传感器在振荡模式下的等效Q值，并提高短期频率稳定度.     

ZnO薄膜生长及声表面波性能研究

采用传统射频磁控溅射技术,通过引入Si O2缓冲层以及调节工作气压的方法,在Si衬底上制备具有高度(1120)择优取向的Zn O薄膜.采用X射线衍射技术和原子力显微镜分析Zn O薄膜的晶体特性和择优取向.研究发现,引入Si O2缓冲层能显著减小Zn O/Si O2/Si三层结构声表面波器件的温度延迟系数(temperature coefficient of delay,TCD),当Si O2缓冲层厚度为200 nm时,Zn O薄膜同时具有(0002)和(1120)择优取向,且TCD值仅为2×10-6℃-1左右,说明器件温度稳定性佳.当工作气压降低时,Zn O(1120)择优取向增强,相应的声表面波器件的机电耦合系数(K2)也增大.在大机电耦合系数和高温度稳定性的Zn O/Si O2/Si三层结构的基础上,有望制作出高性能的Love波声表面波生物传感器.