基于COMSOL的声表面波标签仿真

以有限元法为基础,利用有限元软件COMSOL对声表面波标签进行仿真。声表面波标签的基片材料为铌酸锂压电单晶,叉指换能器与反射栅采用金属铝电极。通过频率特性仿真,提取了标签的谐振频率和反谐振频率,分析了叉指换能器金属电极对谐振频率的影响,获得了标签的幅频特性曲线。通过回波特性仿真,研究了不同反射栅编码对应的回波脉冲,分析了反射栅金属电极对回波脉冲的影响。     

40微秒声表面波色散延迟线

声表面波色散延迟线可用于脉冲压缩雷达,解决雷达作用距离和距离分辨力之间的矛盾,还可用于脉冲多卜勒雷达,测量多卜勒频移,因此,在雷达信号处理中受到重视.声表面波色散延迟线充分体现了声表面波器件设计灵活的优越性,因此都乐于研制.声表面波色散延迟线的性能主要由叉指换能器决定.分析叉指换能器的方法通常有δ模型、等效电路模型和连续集模型,其中连续集模型简单易行.有人运用连续集模型,提出了用声脉冲与叉指换能器相互作用的     

声表面波标签的设计、制作和测试

与IC标签相比,声表面波标签有其独特的优势.在仿真研究的基础上,对声表面波标签进行了设计、制作和测试.标签设计主要体现在压电基片材料选择、叉指换能器设计、反射栅设计3个方面;实际制作了6组结构各不相同的标签并进行了封装;通过网络分析仪对设计制作的标签进行了测试,包括特征频率测试、反射栅编码测试、叉指换能器激发效率测试3个部分.测试结果表明,标签特征频率与设计要求一致;通过对回波脉冲幅值的判别可实现对标签编码的识别;叉指换能器对数增多和孔径增大都会增加其激发效率.     

应用P矩阵法分析S型声表面波器件特性

在128°Y切割X传播方向上的LiNbO3基片上设计并研制了S型声表面波器件。它将输入叉指换能器激发的声表面波中心对称分成两路并由各自输出叉指换能器检测输出。采用P矩阵法分析推导了输入叉指换能器加电信号,一输出叉指换能器检测输出时的一次时延信号、三次渡越反射信号和五次渡越反射信号与所加电信号的关系式。采用网络分析仪测量了S型声表面波器件的幅度特性,同时,由门函数处理后获得其三次和五次渡越反射信号的幅度特性以验证理论推导的正确性。     

基于电荷分布的分裂指叉指换能器模型研究

普通单电极叉指换能器由于相邻两个电极反射的波会同相位加强,它的指边缘反射明显,从而在声表面波器件中形成电极内反射干扰。为了尽量减小这种二阶效应,可以采用分裂指叉指换能器(亦称双电极换能器)。该文从场理论出发,得到叉指表面电荷分布函数,通过对电荷分布函数进行傅里叶变换,得到分裂指叉指换能器的一种新的数学解析模型。它可以准确地反映考虑临近效应后分裂指叉指换能器基频和谐振频率响应。     

声表面波温度传感器的仿真与设计

利用有限元软件COMSOL对声表面波温度传感器进行仿真。声表面波温度传感器基底材料为YX-切石英单晶,并在石英上镀ZnO薄膜,叉指换能器和反射栅采用铝电极。通过仿真研究了叉指换能器的高度、金属化率变化对声表面波温度传感器性能的影响,并根据仿真结果设计和制作了一种镀ZnO薄膜的SAW温度传感器。测试结果表明,制作的传感器灵敏度较高(8.8kHz/℃),误差小,具备良好的温度-频率特性。     

声表面波温度传感器的仿真与设计

利用有限元软件COMSOL对声表面波温度传感器进行仿真。声表面波温度传感器基底材料为YX-切石英单晶,并在石英上镀ZnO薄膜,叉指换能器和反射栅采用铝电极。通过仿真研究了叉指换能器的高度、金属化率变化对声表面波温度传感器性能的影响,并根据仿真结果设计和制作了一种镀ZnO薄膜的SAW温度传感器。测试结果表明,制作的传感器灵敏度较高(8.8kHz/℃),误差小,具备良好的温度-频率特性。     

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。     

叉指换能在基片内激励声体波的角谱研究

叉指换能在一定频率的电信号激励下，除沿基片表面激励声表面波外，还将向基片内部激励声体波。文章对叉指换能器在不同切型基片内激励声体波的角谱（能量分布）进行了研究，所得结果在研制声学传感器、声表面波器件时具有重要意义。     

声表面波器件体波效应抑制理论研究

针对声表面波器件中体波效应的影响,介绍了叉指换能器激发声体波的机理。根据声体波在基片上的不同传播方式,提出了不同的抑制方法。对在基片表面传播的声体波,利用声体波与声表面波有不同的能量传播角改变接收叉指换能器的位置来抑制体波效应。对在基片体内传播的声体波,则根据其传播和反射原理确定接收叉指换能器的位置来抑制。结果对声表面波器件的设计和工作性能提高具有指导意义。     

Y型声表面波器件特性分析

在1280旋转Y切割X传播方向上的L iN bO3基片上设计并研制了Y型声表面波器件。它将输入IDT激发的声表面波轴对称分成两路并由各自的输出IDT检测输出。应用P矩阵法分析了其中一输出IDT检测输出的一次时延信号、三次渡越反射信号和五次渡越反射信号与输入IDT所加的电信号之间的关系式,并应用网络分析仪测量Y型声表面波器件幅度特性,结果表明,理论分析与实验结果基本相符。     

阻抗型无线无源声表面波传感器的研究

介绍了一种新型的阻抗负载型无线无源传感器,该传感器由声表面波器件与作为负载的外接传感器构成,采用声表面波器件进行信号传输。在工作时,外接传感器阻抗值的变化使声表面波器件反射回波特性也得到改变,通过检测该回波特性的变化,实现无线无源传感。基于耦合模模型的分析方法,得出了其级联P矩阵形式。针对电阻型和电容型两种不同类型的负载,分别对传感器进行了仿真分析和实际测试。试验结果表明,当电容型传感器作为负载时,可以以相位作为探测基准。     

On the theory of linear surface acoustic wave devices

Stationary distribution of the efficient wave sources excited by interdigital transducers (IDT) of arbitrary configuration has been derived on the basis of reciprocity of the generation and reception of surface acoustic waves (SAW) in piezoelectrics. It was shown that these sources represent a linear combination of two stationary distributions on the surface S between the piezoelectric and IDT: the distribution of the normal component of SAW flux density formed in the mode of SAW reception by the short-circuit IDT and the field distribution of the SAW electric potential at the same surface S but in the absence of piezoelectric. The Y-parameter matrix of the device was obtained as an electric M×2-terminal network containing M IDT. It was shown that the SAW transfer admittances and SAW radiation admittances contained additional frequency-dependent multipliers. The characteristics take into account the smoothed diffraction, spatial dispersion in IDT, reflections from IDT, and electric loads of the device.     

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...     

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。     

SAW传感器及其在无源标识器中的应用

声表面波（SAW）器件作为信号处理器在现代扩频技术中已获得广泛的应用，推动了信号保密、抗干扰技术在通信、雷达、电子对抗等军用电子系统中的应用。然而，随着信息技术的深入发展，作为模拟技术的SAW技术，在信号处理领域依然展示着其实时强大的信号处理能力，同时在信息敏感方面也展现出卓越的优势，如其灵敏度高、直接频率和相位输出、多参量综合信号转换能力、性能稳定、无源低功耗、工艺简单且与半导体工艺兼容易于实现片上集成等特点，在多种物理、化学、生物传感器系统获得应用，广受重视。近年来，随着SAW器件工作频率提高到GHz以上，使得集信息敏感与信号处理、信号传输于一体的单芯片SAW无源标识器（SAW IDT）技术在多种SAW传感器系统获得广泛的应用，成为当今SAW和传感器两个技术领域的一个新发展亮点。本文基于信息敏感的角度对SAW传感器的理论、设计、结构、系统研究方向，在无源标识器（IDT）应用军方面进行了探讨。     

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。     

声表面波生物传感器发展与应用

声表面波(SAW)生物传感器技术因具有实时、高速、高精度及微量信息敏感的特点,而成为现代传感器技术发展的主要方向之一。该文概述了SAW生物传感器的基本原理、理论和叉指换能器(IDT)结构,系统介绍了SAW生物传感器技术发展路径;对SAW生物传感器与表面等离子共振(SPR)技术融合的问题进行了讨论;综述了SAW生物传感器的典型应用,提出了工程应用需要解决的技术问题。