声表面波非线性相位叉指换能器的设计

论述用“积木式”方法,采用均匀条宽和间隔的叉指结构,实现对群时延有特殊要求的声表面波叉指换能器的设计原理和方法.在时域上引入了不同群时延的窄带校正函数.对幅频特性和群时延特性进行精细调整.研究了机辅设计程序.实验表明,该程序对设计各种幅频和相频特性的IDT是行之有效的.     

声表面波器件叉指换能器的制作技术

声表面波器件的制造关键在于如何制作叉指换能器，特别对于GHz频率以上的器件,亚微米线宽如何控制是声表器件能否制作成功的关键。本文提供了其制作工艺流程及要点。     

声表面波滤波器的综合设计

对常规插入损耗的声表面波滤波器的设计进行分析和综合 ,提出此类滤波器的常规设计方法 ,并对容易产生的问题进行分析 ,并提出相应的对策。给出了几种典型滤波器的设计及其结果 ,证明这些设计方法是正确可靠的 ,是设计高性能声表面波滤波器的一种有效方法。     

叉指换能器模型对声表面波滤波器的影响及其设计考虑

本文论述了叉指换能器(IDT)模型对声表面波滤波器(SAWF)综合设计的影响;指出了现有综合设计方法共同存在的问题;并提出了一种新的设计思想和方法。该方法能将IDT的物理模型直接纳入SAWF综合设计之中,并能消除现有方法不可避免存在的器件实际响应与设计目标响应之间的偏离,提高SAWF的设计精度。     

单双叉指换能器的一种新算法

声表面波叉指换能器的分析是换能器分析中的重要方面。对此方面的分析已有单双叉指换能器具有激发二次谐波的作用，但过去所用的方法往往过于繁锁。本文针对单双叉指换能器，从叉指表面电荷分布函数出发，得到该结构的一种新的数学解析模型。该模型能清晰地描述单双叉指结构的二次谐波响应，及叉指的邻近效应对其频响的作用。基于该模型对叉指的频响理论分析的结论与过去的结论及实验结果较为吻合。这一模型对于综合叉指的二阶效应进行单双叉指的设计具有一定的意义     

声表面波单指无内反射叉指换能器结构及其性能分析

根据我们以前的理论,本文提出了一些常用晶体的各种可能的单指无内反射叉指换能器结构,并分析了影响它们性能的几种因素。其中YZ—LiNbO_3,ST—X石英及X,112°YLiTaO_3上的金或金加铬单指结构存在某些缺点,用途受到较大限制,仅适用于带宽较宽及对中心频率准确度要求不太严格的场合。而上述三种基片上的沟槽填铝结构及Y128°LiNbO_3的铝和铝加铬单指结构是比较好的结构,具有比较广泛的用途。最后给出了我们在ST—X石英上用沟槽填铝单指结构研制的一种高带外抑制窄带滤波器的实验结果。     

微机械叉指换能器声表面波陀螺

回顾了声表面波(SAW)陀螺发展史，总结了声表面波陀螺设计思想的变迁，重点介绍了一种新型微机械-叉指换能器(MEMS—IDT)声表面波陀螺。它具有适合标准IC工艺生产的简单二维结构，具备体积小、成本低、便于批量生产以及不用真空封装的特点。由于没有普通微机械陀螺的悬浮机构，抗冲击及振动的能力较普通微机械陀螺显著提高。同时，提出了一些迫待解决的问题。     

用叉指换能器制作高频声体波换能器的理论研究

从理论上介绍一种利用叉指换能器制作高频声体波换能器的方法，具有结构和工艺简单，声波模式纯度较高，换能损耗较小和容易消除各种反射波影响的特点。     

声表面波又指换能器的研究与设计

声光可调谐滤波器的设计,关键是它的各个模块,包括光波导、模分离器、声波导和又指换能器的参数设计。设计了叉指换能器各个参数,并对其射频驱动电路和匹配电路给出了设计思路,其中电路控制系统以单片机AT89C52为主控制器,在频率为158MHz频谱仪上得出了频率合成器的测试结果。     

一种采用IDT技术的新型高频声体波换能器

压电晶体一液体界面的叉指换能器在一定频率的电信号激励下将仅向液体介质中辐射声体波，可将这一效应用于高频声体波超声换能器的制作。通过分析与计算压电晶体一液体的界面有效介电常数虚部，可确定出叉指换能器仅向液体中辐射声体波的表面慢度。根据待激发声体波的频率和慢度，可得到叉指换能器仅向液体中辐射声体波时的周期。考虑到叉指换能器直接接触液体并向液体中辐射声体波，可在叉指换能器表面敷设一层SiO3薄膜以保护电极。该类换能器的最大优点是不需匹配层而直接向液体中辐射声波，其工作频率上限原则上只受声表面波工艺限制。设计并制作出频率为31．5MHz的声体波超声换能器，实测了频响，与理论相符。     

声表面波延迟线

声表面波延迟线是在雷达和通信系统中应用非常广泛的器件.文中结合实用声表面波延迟线器件的设计实例,介绍了折叠式固定延迟线结构原理和设计计算,克服了传统延迟线受基片材料长度和器件尺寸的限制,满足了雷达、通信等电子设备中对电信号的长延迟需求;同时还讨论了为满足超高频的应用需求和增加相对带宽,所采用的谐波和倒相换能器的设计方法.     

声表面波器件二阶效应等效电路模型研究

提出了声表面波器件二阶效应的等效电路模型,应用P矩阵法严格分析推导了声表面波器件二阶效应理论表达式,并根据P矩阵分析结果得到的声表面波器件二阶效应电特性参数,采用电网络理论综合出具有相同特性的等效电路模型,且应用PSPICE进行仿真,仿真结果与实验结果基本相符,验证了所提出声表面波器件二阶效应等效电路模型的正确性.     

SAW—IDT波传播分析

分析了声表面波叉指换能器中波的传播问题，从产生ＳＡＷ的静电荷分布出发，结合压电材料的向各异性，推导出了叉指上ＳＡＷ的电势分布及波角谱表达式，引入了波传播损耗因子与修正脉冲响应函数。     

基于声表面波的微型液滴雾化器技术

采用微细加工技术在127.8°YX型LiNbO3压电基底上制造出周期为400μm的铜叉指结构的微型雾化器。该雾化器利用声表面波(SAW)对液滴表面产生的表面张力波作用实现对液滴的雾化。对叉指结构(IDT)周期长度的确定和器件的制作工艺进行了详细说明。利用对液滴驱动速度的测定得出了该雾化器的实际中心频率,并指出实际中心频率与理论值存在差异的原因。得出雾化微粒直径与叉指结构周期之间的关系,并计算得出在施加驱动频率为10.1MHz、功率为24W的电信号时,其雾化颗粒直径为2.61μm,雾化速度达到了1μL/s。     

基于声表面波技术数字微流体微混合器研究

报道了在128°旋转Y切割X传播方向LiNbO3基片上研制了数字微流体微混合器.它由压电基片上叉指换能器和反射栅组成,当由功率放大器放大后的射频电信号加到叉指换能器时,它激发的声表面波经微流体后转化为径向表面波驱动微流体,使其与同一路径上的另一微流体合并,在反射栅反射回的声表面波共同作用下,加速微流体内分子扩散运动,提高了微流体混合效率.采用1 μL的水和1 μL红墨水以及1 μL的红墨水和1 μL甘油各自进行混合实验,结果表明:在声表面波作用下,微混合器能快速混合微流体.为片上实验室提供了廉价、易集成的微混合单元,具有潜在的应用价值.     

Static Capacitance Calculations for a Surface Acoustic Wave Interdigital Transducer in Multilayered Media

The static capacitance of an interdigital structure in multi-Iayered media has been calculated. Numerical results are given for a surface acoustic wave interdigital transducer on an oxidized silicon substrate with a piezoelectric overlay. The capacitance is derived in terms of the layer thicknesses for zero and infinite substrate resistivity.     

电容加权叉指换能器进化设计

为简化电容加权叉指换能器的设计过程,提出了一种新的设计方法,他将电容加权叉指换能器各指对的两加权电容差值为进化对象,目标频率响应特性和待进化的电容加权叉指换能器的频率响应特性在考虑频率范围内1601个频率点处最大差值的最小值为进化目标,通过排序选择、交叉和变异等遗传操作自动进化出符合任意给定性能要求的电容加权叉指换能器。进化实验结果表明,进化设计得到的电容加权叉指换能器频率响应几乎与任意给定的频率响应特性重叠,进化设计方法正确、高效、实用性强。