声表面波传感器中单端谐振器的匹配电路仿真

声表面波(SAW)传感器主要通过SAW延迟线及谐振器对各种物理量进行敏感。由于谐振器有很高的品质因数(Q),SAW谐振器特别适合无线无源测量。为了能有效地对无线信号进行应答,必须建立相应的匹配电路。基于SAW单端谐振器的等效电路,对单端谐振器的匹配电路进行仿真,并分析了匹配电路元件对谐振器频率特性的影响。仿真结果表明,在匹配电路中,电容对谐振频率的影响显著。

新型波浪加权式高性能声表面波滤波器设计

射频滤波器是移动通信中信号传输频率选择、噪声滤除干扰的不可或缺的关键器件。压电薄膜多层衬底结构的声表面波滤波器因具有高矩形度、低损耗等优点在近年来被广泛应用,但其谐振器固有的横向模式会极大影响滤波器性能。为此提出了一种新型的波浪加权式叉指设计的声表面波谐振器,该谐振器通过使用正弦函数作为交叠长度加权包络曲线,能够在不恶化谐振器性能的前提下有效抑制谐振器中的横向模式。将波浪加权式叉指设计的谐振器按照梯形拓扑结构级联,设计并制备了一款尺寸为1.1 mm×0.9 mm×0.55 mm的高性能滤波器。该滤波器中心频率为2.593 GHz,相对带宽为8.8%,插入损耗为0.52 dB。实物测试结果与仿真基本一致。

基于新型声表面波单端对谐振器的生物传感器

该文设计并制作了一种基于新型声表面波(SAW)单端对谐振器的金黄色葡萄球菌生物传感器,该传感器采用了叉指电极中间内置敏感区域的谐振器结构。首先基于微扰理论分析了SAW生物传感器的响应机理。然后结合耦合模理论分析,得到了该谐振器的频率响应曲线。通过网络分析仪测量,实际制作的SAW谐振器的频率响应与仿真结果一致,且具有高品质因数的优点。实验中采用该结构对金黄色葡萄球菌进行初步检测,结果表明检测结果线性度较好,为下一步实现SAW传感器特异性实时检测金黄色葡萄球菌奠定了基础。

基于ADS的声表面波单端对谐振器建模

声表面波(SAW)滤波器的设计需对单端对谐振器建模。该文提出了一种新的基于ADS线性矩阵模型的声表面波单端对谐振器模型,并给出了主要参数的推导过程。借助新模型成功设计了一个中心频率为1GHz、带宽为30MHz的声表面波带通滤波器,其插入损耗小于4dB,带外抑制大于30dB。设计过程表明,采用新模型设计声表面波滤波器可做到操作性强、简单、快捷。

并联单端声表面波谐振器的陷波滤波器设计

通过采用并联SAW谐振器设计方法,利用SAW谐振器、压电晶体和IDT的等效电路,得出声表面波陷波器的频响曲线,解决了信号干扰的问题。此种方法突破了传统的把SAW谐振器作为串联元件的设计,并与之前的频响曲线进行比较,使得中心频率处的衰减达到30dB左右,能更好地进行选频。

声表面波谐振器的时域响应特性研究

由于电磁波的速度比声表面波的速度快得多,叉指换能器在进行电声转换的同时,也降低了信号能量流的速度,在一定时间内蓄积了电磁能量,所以当电磁激励结束后的一定时间内,声表面波器件仍然有瞬态输出,这是声表器件实现无源无线传感的物理基础。该文通过推导声表面波谐振器各部分的冲激响应函数,得到谐振器的冲激响应,据此分析研究声表面波谐振器在各种激励下的响应波形和特征。分析表明声表面波谐振器的瞬态响应完全反映了器件的性能参数。

声表面波谐振器型无源无线温度传感器

介绍了一种新型的单端口声表面波谐振器构成的无源无线温度传感器。分析了间歇正弦信号无线激励的单端口声表面波谐振器的响应特性。该响应为幅度衰减的振荡信号 ,振荡的中心频率为声表面波器件固有频率。设计并构造了高效、快速、较远距离自动无线遥测温度的实验系统 。

无源无线声表面波谐振器温度传感系统硬件构成

针对不可接触环境下的参数检测的问题,通过分析声表面波谐振器的传感原理和传统传感系统的构成,介绍了一种基于声表面波谐振器的无源无线温度传感系统,系统采用一次变频的构成方式,并引入了计算机控制和数字信号处理技术。相对于传统系统构成,本系统的构成更简洁、可操作性和灵活性更强。给出了该系统的具体实现方案。温度实验反映了该系统构成的可行性。

基于声表面波谐振器的无源扭矩传感器研究

提出一种基于声表面波(SAW)技术的扭矩测量方法。分析了工作原理,推导出扭矩与谐振频率的数学关系模型,并通过实验验证了该测量方法的可行性。利用射频技术激发传感器,并接收回波信号进行检测,从而实现对转轴扭矩的实时监控。

基于声表面波谐振器的无线测量系统

传感器无源化使得高温、低温等电子线路无法正常工作的极端环境条件下的参数测量成为可能，而无线测量方式对于运动物体的参数测量极为适合。本文介绍了基于相位延迟时间测试的查询式无线无源声表面波传感器，在此基础上，提出了基于声表面波谐振器的无线无源传感器，并设计实验对这一传感原理进行了验证。.

一种超磁致伸缩材料和声表面波谐振器构成的复合磁传感器

设计了一种新的超磁致伸缩材料和声表面波谐振器构成的复合磁传感器.该传感器将超磁致伸缩材料在磁场中产生的应力应变传递到声表面波谐振器上,改变其谐振频率,通过对谐振频率的检测进行磁场测量.该传感器可以用于静态和动态磁场测量,并且可用作无源、无线磁传感器.主要分析了该结构用于静态磁场测量的原理,给出了实验结果.传感器谐振频率的变化对于静态磁场变化的灵敏度可达132 Hz/Oe,谐振频率测量分辨率在1 Hz时,磁场测量分辨率可达10-7T数量级.

声表面波谐振器无源无线传感虚拟仪器系统

分析了在通用硬件平台上结合软件设计的声表面波谐振器无源无线传感虚拟仪器系统。该系统通过设计虚拟仪器实现部分硬件功能,控制闭环系统实现自动检测,并采用数字信号处理方法提高检测系统的精度,从而避免了通常的复杂硬件系统,降低硬件成本,并使检测更灵活。本文介绍了设计原理和系统构成,并对系统的误差进行了分析。实验表明:该仪器系统能够达到5m的无线检测距离。

基于声表面波谐振器和延迟线的编码型无源无线阵列传感器

提出了一种新型延迟编码式谐振声表面波无源无线传感系统。该传感单元由单端口谐振器和延迟线组成 ,激励信号采用间歇正弦脉冲串信号。响应为一变化的振荡波形 ,该信号的频率与声表面波器件固有频率相等。该传感阵列系统利用不同延迟线构成编码器不仅有谐振式无源无线传感器距离远的优点 ,而且 ,还具有延迟型大规模编码的优势。该方法提高了传感系统遥感测量的距离、灵敏度和信噪比 。

声表面波谐振器型振荡器的研制

本文介绍了金属条反射栅双端对声表面波谐振器型的原理和结构特点，给出了一种采用声表面波谐振器稳频的低噪声、高稳定性的振荡器电路设计方案。对影响振荡器频率稳定度的因素进行了分析讨论，并探讨了改善声表面波振荡器频率稳定性的方法。该声表面波谐振器的中心频率为１２０ＭＨｚ，无载Ｑｕ大于２０，０００，插入损耗小于６．０ｄＢ。经测试，秒级频率稳定度为１０－１０数量级。

基于声表面波双端谐振器的气体传感器

首先研究了双端声表面波谐振器的一些特点,然后从传感技术角度,给出了一种不用延迟线而采用谐振器(SAWR)对有机气体检测的新方法。

采用双本振源激励的声表面波谐振器无线测量系统

在声表面波无线传感的实际应用中,针对以差动形式同时出现的两个声表面波谐振器设计了一种采用双本振源激励的阅读器,每次产生包括两个载波频率的激励信号,使两个谐振器同时响应。实际搭建了无线测量系统,对阅读器的发射和接收链路进行了测试,并通过上位机实时显示谐振频率,测量结果表明了系统的可靠性。最后,实验分析了系统在不同载波频率激励信号下的差动频率测量结果和最远测量距离。

无源声表面波谐振器的无线温度传感系统

介绍了一种基于声表面波谐振器的无源无线温度传感系统。作为传感器的谐振器受到正弦脉冲串的无线激励。因激励信号的中心频率不同于谐振器的谐振频率 ,所以回波信号是一调幅信号 ,其包络的主频就是谐振器的谐振频率和激励信号中心频率的差频。给出了传感系统的电路设计以及信号处理方法。

基于声表面波延迟线和谐振器的无源无线阵列传感器

本文介绍了延迟线型无源无线声表面波传感器的结构、传感器系统的组成、工作原理和传输特性。在分析延迟线型无源无线声表面波传感器缺点的基础上,提出了一种全新的谐振延迟型无源无线声表面波传感器的模型,并用延迟线和谐振器构造了这种传感器。它既有谐振型传感器传感距离远的优点,又有延迟线型传感器容易编码的优势。本文还分析了该传感器的信号响应特性和传感器系统的构造。

应用于气体传感器的具有铝/金电极的单模式两端对声表面波谐振器

为改善气体传感器性能，通过器件优化设计获得了一种应用于气体传感器的具有低损耗、高品质因子（Q）的单模式两端对声表面波（SAW）谐振器。该谐振器由两个换能器、分置于换能器两边的短路栅反射器以及在换能器之间分布的用于敏感膜镀膜的约2．5mm金属薄层构成。谐振器采用铝／金双层电极以降低测试气体环境的腐蚀影响。利用经典耦合模（COM）理论对器件性能进行了仿真以提取优化的结构设计参数。基于仿真结果，实验研制了基于300MHz频率的新型铝／金电极SAW两端对谐振器，测试结果显示所研制器件具有较低损耗（〈7dB），较高Q值（-3000）以及单一谐振模式的特点，并且，以所研制的新型谐振器为频率控制单元的谐振器型振荡器表现出良好的频率稳定度（t15Hz／h），这对于改善气体传感器的检测下限及稳定性等性能指标具有重要意义。

谐振器型声表面波加速度传感器的研究

利用压电石英晶体设计并制作了一种谐振器型声表面波加速度传感器，并对其性能进行了测试和分析。试验结果表明，采用声表面波谐振器制作成的谐振器型声表面波加速度传感器具有灵敏度高、线性度好的特点，测量精度及短期稳定性等指标均已达到战术级惯性仪器对加速度计的要求，具有很好的发展前景。