声表面波器件的研究进展

声表面波器件作为一种新型的电子器件,近年来引起了人们极大的关注,在科学研究领域有了较大的进展,在现代无线通讯领域的应用范围日趋广泛.本文简述了目前国际上出现的声表面波器件的制备方法、性能研究及其应用,展望了其今后的发展趋势.     

声表面波器件的研究进展

声表面波器件作为一种新型的电子器件，近年来引起了人们极大的关注，在科学研究领域有了较大的进展，在现代无线通讯领域的应用范围日趋广泛。本简述了目前国际上出现的声表面波器件的制备方法、性能研究及其应用，展望了其今后的发展趋势。     

基于有限元法的声表面波换能器电荷分布的静电解

从麦克斯韦方程和声场波动方程出发，在准静态近似的条件下，建立分析声表面波换能器的有限元方程，计算声表面波换能器表面的静电荷分布，并把有限元计算结果和格林函数法结果进行了比较，为声表面波器件的结构优化和设计提供精确的参数。     

基于COMSOL的声表面波器件仿真

声表面波器件在通信、传感、射频识别等领域有着广泛的应用.以有限元方法为基础,利用有限元软件COMSOL对声表面波器件进行了仿真.从器件的模型建立入手,按由浅入深的顺序对无电极压电基片、压电基片表面沉积叉指换能器、叉指换能器表面溅射薄膜、薄膜上负载液体的4种结构进行了仿真分析.仿真研究表明:叉指换能器的电极效应会产生正、反特征频率,并且两种频率都随着叉指电极的敷金比与高度增加而向低频偏移;薄膜厚度的增加同样会导致器件频率向低频变化;当器件负载液体用于液体密度检测时,可通过器件频率变化对液体密度的灵敏程度来对薄膜厚度进行优化.其研究结果可以为声表面波器件的设计制作提供依据.     

声表面波天平检测卫星污染

通过对声波表面天平历史发展、声波天平传感器类型、声表面波器件、声表面波传感器原理和特点的阐述,讨论了其在空间监测卫星污染的可行性,通过对该项技术的深入研究后表明,声表面波技术可应用在污染敏感卫星的微量监测领域。该项技术在空间环境监测方面具有广泛的应用前景。     

压电换能器的声非线性

压电换能器的声非线性倪以发吴文虬章德（南京大学声学研究所近代声学国家重点实验室南京·２１００９３）１引言近几十年来，在许多领域中非线性效应的理论和应用得到了广泛的重视，如超声成像、声参量阵、无损检测等。这就要求在测量时，需排除系统本身产生的非线性、包...     

掺杂LiNbO3晶体压电性能与声表面波性能的研究

用拉拉法生长了多种掺杂ＬｉＮｂＯ３晶体,测定了压电性能和声表面波性能,结果表明,Ｓｒ：ＬｉＮｂＯ３和Ｔｉ：ＬｉＮｂＯ３较纯ＬｉＮｂＯ３晶体压电系数有较大增加,其他压电性能基本保持不变。首次发现其声表面波性能提高,尤其是延时温度系数明显降低,可见Ｓｒ：ＬｉＮｂＯ３和Ｔｉ：ＬｉｂＯ３晶体对制备质量声表面波器件具有重要意义。     

声表面波换能器激励的有限元仿真

采用有限元法分析了声表面波换能器电极上的激励问题。从声场波动方程、麦克斯韦方程以及压电本构方程出发,利用哈密顿原理,推导了在压电介质中声表面波有限元方程,然后采用Newmark法对有限元方程进行时域变换。分析了换能器电极上的静态电荷分布和动态电荷分布。对压电介质中声表面波振动振幅进行计算并分析了质点振动振幅随深度的变化情况。     

一种可同时测量温度和压力的新型SAW传感器

针对汽车轮胎压力监测系统（TPMS）的典型应用,提出了一种基于声表面波（SAW）的新型传感器.这用SAW延迟线理论,温度和压力对于传感器的影响能够通过射频回波信号的变化反映出来.通过在数据处理中引入权重因子,实现对于温度和压力的准确测量.在一定压力（0-200 kPa）和温度（20-100℃）范围内的测试结果表明,该传感器能够同时准确测量温度和压力.SAW传感器对温度的测量精度可以达到0.05℃,对压力的测量精度可以达到7.2 kPa.在对于可靠性和耐久性具有特殊要求的汽车轮胎压力监测等领域,该传感器简单的结构和无线无源的测量方式,进一步提高了其实用性和推广价值.     

声表面波压力传感器信号采集与处理

声表面波 (SAW)传感器能将被测量转换成容易检测的频率信号 ,即一种准数字信号的输出。针对 SAW压力传感器 (以 CSF- 1 0型 SAW压力传感器为对象 )的输出特点 ,利用等精度频率测量法测量输出频率 ,并用 Dallas的单线数字温度传感器 DS1 8B2 0测出现场温度 ,采用 BP神经网络对所得数据进行温度补偿后得到精确的被测压力值     

基于激光激发声表面波新型气体传感器的研究

提出了一种利用激光激发声表面波,通过气体吸附性薄膜对被测气体进行检测的传感原理.激光在覆有选择性气体吸附膜的铝块表面激发出声表面波,后者沿铝块表面传播.在吸附性薄膜与被测气体发生反应后,声表面波的强度被改变;然后利用PMT(光电倍增管),通过单芯光纤耦合的反射式光束偏转法探测由半导体激光器发出的探测光束,所检测的光强的变化反映了被检测气体的浓度,从而实现被测气体的浓度测量.     

A study of crosstalk effects on the packaged SAW by the FDTD method.

The purpose of this study is to estimate the complete crosstalk effects, including the package and the pads on the surface acoustic wave (SAW) substrate. The coupling influence from the SAW pattern is investigated by the full-wave approach. In order to combine the electromagnetic effects with the surface acoustic wave response, a new approach based on finite difference time domain (FDTD) with equivalent current source method is applied. The resistive voltage source model is carefully used to simulate the situations of measurement by the vector network analyzer more accurately. Two kinds of patterns of one-port SAW resonators with the same package structure and interdigital transducer (IDT) design are studied. From the simulated electromagnetic field distributions over the substrate, it can be seen that, as the pattern on the SAW substrate becomes closer, more input energy will be coupled directly to the parallel pads by crosstalk without filtering. This will lead to more coupling loss and, therefore, the insertion loss becomes universally lower by about 2 to 3 dB. Furthermore, it can be observed that the coupling interference from the SAW pattern is more serious than from the package in this case. Verification with the measurement results shows that our method is able to obtain good agreement and can be used to observe the influence from the SAW pattern that can seriously affect the performance of the SAW device.     

基于PSO-ESPRIT算法的SAW温度传感器解调方法

目的 为了提高声表面波(Surface acoustic wave,SAW)温度传感器的测量精度,设计一种基于PSO-ESPRIT算法的高精度SAW温度传感器解调方法。方法 以ESPRIT谱估计方法为基础,把Hankel矩阵的时间窗长度与计算噪声方差时的K值作为粒子群优化(Particle swarm optimization, PSO)算法的输入变量,并以频率估计标准差作为粒子的适应度函数,利用PSO对ESPRIT算法中的参数进行优化,以改善频率估计精度,从而提高SAW回波信号频率估计的分辨率,实现SAW温度传感器的高精度解调。结果 仿真和实验结果表明,所设计的方法与其他谱估计算法相比,其对SAW回波信号估计的频率误差最小,标准差小于0.66kHz。把设计的算法用于SAW温度传感器的温度解调,得到的温度值与实际温度的误差小于0.4℃。结论 测试结果说明,设计的温度解调方法提高了SAW回波信号频率解调精度,可用于SAW温度传感器的解调,实现了对食品包装储运过程中温度的实时监测。     

爆炸物检测SAW传感器膜材料研究进展

爆炸物检测SAW传感器的膜材料是国外目前研究的热点之一,综述了近几年这方面的研究状况.依据膜材料在检测中的作用,从3个方面进行了系统的阐述,包括膜材料的选择、制膜方法以及膜的表征;列举了大量国内外有关的最新工艺和研究进展,简要地分析了今后爆炸物检测SAW传感器膜材料的发展趋势和前景.     

A multi-resolution wireless force sensing system based upon a passive SAW device

Referring to the technology of SAW wireless identification systems, a multi-resolution wireless force sensing system, including a passive time-delay SAW device and a specific interrogation unit, is introduced in this paper. Using an IDT, which connects with an antenna, as the force sensing element is a design to transduce the electromagnetic wave into surface acoustic wave and vice versa. Several reflectors are designed to get multi-resolution. Sample/hold devices are used instead of high-speed A/D converter to construct a low-cost interrogation system. Properties of the sensing system are theoretically predicted and experimentally verified.     

嵌入式无线传感器网络研究

简要叙述了无线传感器网络的发展史,讨论了传感器节点的功耗、成本、组网方面的属性及要求,概述了传感器节点的传感单元、通信单元、处理单元及供电单元等四大基本功能单元和两个辅助单元,介绍了一些常用电池和几款适合嵌入式节点设计的微控制器和射频器件,阐述了无线传感器网络领域一些挑战性的问题以及传感器节点的能量管理问题.