采用聚能相控阵换能器的SAW RF频谱分析仪/信道机

用声表面波(SAW)验证了波衍射引起的傅里叶变换原理。输入RF信号驱动—SAW叉指换能器相控阵列,换能器用作弯曲衍射栅,使产生的声波聚焦并随频率进行角度色散。输出换能器阵列将色散信号频谱分入邻接的窄带内。这种新方法有许多重要的特点。器件是无源线性双向器件,并保持相位信息。旁瓣和假信号可通过将输入换能器单元进行幅度加权及采用模式选择输出换能器来抑制。制成了一些LiNbO_3实验器件,并用扫描激光探针估价了这些实验器件的电性能。     

光衍射栅导出的通用SAW滤波器组

利用普通光衍射栅输出聚焦面上的探测器阵列,可构成滤光器组.从这个原理出发,设计了几种具有相同声学功能的SAW叉指换能器结构,并且表明,这些结构的效率和相对带宽与制作在给定压电基片上的普通SAW器件的相同.本质上,这类器件是:(1)传播方向与频率有关(k矢量)的输入换能器阵列的组合;(2)主要由其倾斜角选择的多个大孔径输出换能器的组合.这种结构已在～100MHz的中心频率下在LiNbO_3上进行了成功的试验,得到了单信道带宽～1MHz的小型高效的32信道滤波器组.试验还表明,利用SAW基片的二维性和叉指换能器极大的设计灵活性,可根据这些基本结构设计出具有许多潜在应用的其他各种结构,这些应用包括信道化接收机和频谱分析,多路传输-信号分离操作,并可用作匹配滤波器组.本文择要介绍了这类器件的一些结果.     

一种声表面波声纳浮标

过去有人阐明了利用声表面波(SAW)器件制作压力敏感器的可能性.SAW压力敏感器可以在振荡器的反馈电路上设置一个延迟线或谐振器构成.当一个负载作为弯曲力矩加到压电基片上时,则产生如图1所示的现象,它改变了表面波速度,进而改变了振荡器的中心频率.因此,当加上一个变化的负载时,则在振荡器的输出端产生一个调频信号,该调频信号含有压力信号的信息.同时,SAW压力换能器     

文摘选辑

(一)声表面波技术328 LiNbO_3双电极SAW换能器的旁瓣补偿——(Cohn R.W.et al.)《1982 Ultras.Symp.Proc.》18—22报导采用精确数据测量、分析和器件设计的变迹双电极换能器的补偿方法.在这种方法中,用宽带输入换能器和采用以脉冲响应模型为基础的理想抽头加权的变迹输出换能器制作了初次通过器件.在自动网络分析仪上测量了器件转移功能(S_(21)),并用软件分析机件比较了理想数据和测得的数据以计算补偿器件性能指标偏移的一套抽头加权.测量了用道尔夫-泰勒换能器加权的迭代器件的旁瓣改进.此外还研究了补偿系统的精确度和灵敏度.     

SAW倒相/色散换能器宽带信号产生与处理研究

报道了一种基于声表面波(SAW)技术实现的宽带信号产生与处理器件。器件创新性地采用倒相叉指换能器(PRT)与色散叉指换能器(DIDT)声直耦合结构,实现了器件25%超大相对带宽下的高压缩主副瓣比(35dB)和满足系统使用要求的插入损耗(34dB)等性能指标。     

SAW滤波器的市场及发展

声表面波 SAW ( Surface AcousticWave)是在压电基片材料表面产生和传播、且振幅随深入基片材料的深度增加而迅速减小的弹性波。SAW滤波器的基本结构是在具有压电特性的基片材料抛光面上制作两个声电换能器——叉指换能器 ( IDT)。它采用半导体集成电路的平面工艺 ,在压电基片表面蒸镀一定厚度的铝膜 ,把设计好的两个 IDT的掩膜图案 ,利用光刻方法沉积在基片表面 ,分别作输入换能器和输出换能器。其工作原理是 :输入换能器将电信号变成声信号 ,沿晶体表面传播 ;输出换能器再将接收到的声信号变成电信号输出。SAW滤波器的主要特点是 …     

LiTaO_3基片SAW传输的方位特性

众所周知,传输特性是SAW器件应用中的基本特性.本文通过任意地改变切向和传输方向计算了LiTaO_3的瑞利波特性.结果示出了等速.等功率流角、等机电耦合系数、等延迟时间的温度系数的一系列曲线.从这些图形可知,具有任意切向和传输方向的每一个基片的SAW传输特性.因此,这些图形有助于选择新的LiTaO_3基片.另外还把X切、Y切、Z切LiTaO_3的温度系数的计算值与所报导的实验值进行了比较 得到了很好的一致性.     

SAW叉指换能器的铝蒸发条件

本文介绍适用于SAW叉指换能器的最小合用铝膜厚度.为获得高性能SAW器件和实现精密设计起见,千兆赫SAW器件的叉指换能器宜采用较薄的铝膜.文中展示了蒸发期间各种基片温度参数的铝膜电阻率和膜厚之间的实验关系,指出了最佳蒸发条件.     

SAW滤波器的市场前景及发展趋势

声表面波SAW(Surface Acoustic Wave)就是在压电基片材料表面产生并传播、且其振幅随深入基片材料的深度增加而迅速减少的弹性波。SAW滤波器的基本结构是在具有压电特性的基片材料抛光面上制作两个声电换能器——叉指换能器(IDT)。它采用半导体集成电路的平面工艺,在压电基片表面蒸镀一定厚度的铝膜,再把设计好的两个IDT的掩膜图案,利用光刻方法沉积在基片表面,分别用作输入换能器和输出换能器。其工作原理是:输入换能器将电信号变成声信号,沿晶体表面传播,输出换能器再将接收到的声信号变成电信号输出。     

表面波用的新材料——Pb_2KNb_5O_(15)

表面波器件要求基质材料具有大的机电耦合系数,高的转换效率,且不易产生其他模式,同时要求基质材料在器件的使用温度范围内,延迟温度系数尽量小,以及小的功率流角和低的传输损耗.目前在声表面波(SAW)器件中得到应用的压电晶体有石英和铌酸锂等.ST切割石英虽有零延迟温度系数,但机电耦合系数大小.铌酸锂有大的机电耦合系数,但延迟温度系数较大,使用中需要温度控制电路.因此,人们致力于探寻大机电耦合系数、零延迟温度系数的温度补偿材料.     

文摘选辑

(一)声表面波技术106 日本的SAW材料与器件——(柴山乾夫)《Ferroelectrics》421—4(1982)153—9介绍目前用于SAW器件的材料,包括石英、LiNbO_3、LiTaO_3,陶瓷和层状结构,以及这些材料在各种滤波器结构中的应用.还介绍了不同频率下叉指换能器的体波和表面波激励性能的全息显示.(宗)107 GaAs SAW延迟温度系数——(Webster K.T.)《1981 Ultras.Symp.Proc.》360—3     

声表面波器件PSPICE仿真研究

声表面波(SAW)器件难以直接采用PSPICE仿真,对设计包含SAW器件的电子系统带来障碍,该文研究了应用PSPICE仿真SAW器件的原理,它将叉指换能器1个周期段等效电路的复阻抗采用LC串并联网络等效,应用阻抗理论推导LC串并联网络各L、C值,将各周期段等效电路声学端级联、电端并联,结合输入和输出叉指换能器电端外围连接特性,同时考虑压电基片自由表面SAW损耗小特点导出了自行研制的Y型SAW器件的宏等效电路模型,并给出了PSPICE仿真电路描述语句,该器件幅度特性仿真结果与实测结果基本相近。     

LiNbO_3基片的切向与SAW特性的关系

在声表面波器件应用中,了解其传播特性是很重要的环节.本文是通过任意改变切割与传播方向来计算铌酸锂上瑞利波的特性.其结果用一套等速度,等功率流角,等机电耦合系数及相等延迟时间温度系数的图来表示.由图可知任意切割和好意传播方向的每块基片的SAW传播特性.因此,这些图对选择新的铌酸锂基片很有用.根据计算结果,机电耦合系数的最大值k~2=5.68%,每种切割的延迟时间温度系数都大于7×10~(-6)/℃.     

声表面波部件(二)

六、SAW高速付里埃变换处理器SAW高速付氏变换处理器作为一种信号处理部件已充分显示出了它的生命力,它潜在的性能和广阔的应用前景引起了人们极大关注.SAW信号处理器充分发挥了SAW器件的特长,即充分利用了构成SAW器件基础部分的叉指换能器本身的传递函数与信号的互作用、或信号与信号之间的互作用来完成多种所需的功能.一个SAW部件可实现一种或两种以上的功能,这是该系统研究者多年来一直追寻的目标.我们知道,信号处理包括信号变换和信号发生等.在信号变换方面有简     

基于FeGa薄膜的声表面波电流传感器设计

采用磁致伸缩薄膜FeGa作为敏感材料,优化设计了一种新型高灵敏声表面波(SAW)电流传感器。以中心频率150 MHz的延迟线型SAW器件作为传感元,利用射频(RF)磁控溅射法在其表面SAW传播路径上沉积FeGa磁性薄膜,由此构建SAW电流传感器件。将研制的传感器件接入由放大器及混频器组成的振荡电路中,通过与未镀膜参考器件进行差分,其输出信号用作传感信号。在电磁场作用下,FeGa薄膜产生的磁致伸缩效应引起SAW传播速度的改变,最终以相应的差分振荡频率偏移来评估施加的电流值。为进一步提升传感器性能,通过控制不同的溅射功率及退火热处理等制备工艺来确定优化的制备条件。实验结果表明,当FeGa薄膜厚度为500 nm,溅射功率为100 W,退火热处理温度为300℃时,所研制的电流传感器线性度及重复性良好,灵敏度较高(24.67 kHz/A)。     

L波段单片SAW宽带信号形成器

L波段宽带信号形成器是现代超宽带雷达、电子对抗等系统的关键基础器件.采用声表面波(SAW)色散延迟线技术是实现超宽带信号形成器的重要技术途径.该文介绍了一种中心频率为1.55 GHz,带宽≥420 MHz;时延≥0.84 μs的L波段单片SAW宽带信号形成器. 通过对SAW线性调频延迟线换能器拓扑结构优化、阻带抑制和宽带匹配,使得宽带SAWDDL器件的插入损耗低达-38 dB ,阻带抑制高达50 dB(到3 GHz),时域直通隔离度大于90 dB,单端驻波小于2.     

高频高性能声表面波器件

声表面波(SAW)器件是VHF-UHF频段中信息和传输系统的高性能关键器件.SAW器件用基片材料,包括压电常数和声速大的在蓝宝石上外延生长的ZnO单晶薄膜、温度稳定性好的石英和控制元件分散性实现高精度的SiO_2薄膜等.由于采用了三个换能器结构、抽指加权和假电极指等设计法,获得了高Q、低损耗、高稳定和高精度的SAW器件.这些器件和电路元件混合集成,可制成小型的滤波器、振荡器和FM解调器并应用于CATV、卫星广播、汽车电话和TV调谐器等方面.     

学术动态

1980年IEEE超声会议于该年11月5日至7日在美国马萨诸塞州波士顿市召开.会议收到论文288篇,发表论文245篇,其中有关声表面波的110篇,约占总数的45%.这是1966年以来规模最大的一次IEEE超声会议,论文也最多.288篇论文涉及40个专业范围,包括:信号处理器件、新型声透镜及换能器、声光频谱学和成像技术、静磁弹性波器件、弹性波卷积器、SAW谐振器、滤波器、NDE换能器阵列及其测量、体波信号处理、电声器件、声光信号处理、SAW频谱分析器、SSBW和SAW振荡器、超声显微镜、多条和反射栅器件、声传感器、ZnO薄膜及其他薄膜等等.     

铌酸钾锂单晶的SAW特性

利用曾报导过的有关数据计算了铌酸钾锂(K_(2.98)Li_(1.55)Nb_(5.11)O_(15))单晶的SAW特性。发现有两组传播平面的SAW延时温度系数为零。一组具有较大的机电耦合系数(K_s~2=0.9％),而且功率流角为零。这种单晶的温度稳定性介于Tl_3TaSe_4和ST切石英之间。     

声表面波器件及其在电视和通信系统中的应用

声表面波器件(SAWD)在信号处理、频率控制及频率选择、信息获取诸方面中应用,是一种性能十分优良的元件。它的结构与基本原理如下图所示: 在一块压电基片上,用微细加工技术加工两组梳状电极(又指换能器),电信号加在其中一组电极上时,就在压电基片表面转换为SAW信号,该信号沿压电基片表面传到另一组电极,又转变为电信号。这一特殊的信号传输过程,使得SAW器件具备如下一些主要特征。