声表面波相关叉指换能器的半物理仿真

为方便、灵活地研究相关叉指换能器实物的相关性能,提出了一种基于ADS软件的可对声表面波相关叉指换能器性能进行验证的半物理仿真方法。该方法利用实际器件实测的S参数,在ADS中构建其物理抽象模型,并通过虚拟构建激励信号产生电路,利用ADS瞬态仿真功能,研究实际器件在不同激励信号下的响应,由此分析相关叉指换能器的相关性能。将半物理仿真结果分别与MATLAB理论仿真及阅读器实验结果进行对比,验证了该方法的可行性。

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。

镜像阻抗连接叉指换能器制作低损耗声表面波滤波器浅探

介绍了镜像阻抗连接叉指换能器制作低损耗声表面波滤波器的基本原理，给出了研制的在同一种基片上采用不同的镜像阻抗连接叉指换能器制作的不同带宽的低损耗声表面波滤波器，并且可从结果中看到带内波动≤０．３ｄＢ。

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。

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。

声表面波滤波器的叉指换能器技术演进概述

声表面波(SAW)滤波器因具有带外抑制性好、体积小等特点,广泛应用于移动通信领域。文章首先介绍了SAW滤波器的工作原理;然后从专利申请角度对国内外SAW滤波器发展状况进行梳理;随后从SAW滤波器的叉指换能器电极结构对SAW滤波器中的关键技术进行了分析;最后,对SAW滤波器的发展进行了总结。

X射线光刻和剥离技术制作声表面波叉指换能器

提供了采用电子束光刻、X射线光刻和金属剥离技术制作亚微米尺寸的声表面波叉指换能器的方法。首先利用电子束光刻和微电镀技术制作X射线光刻的掩模,然后利用X射线光刻和剥离技术高效地制作大面积、纳米尺电、电极陡直均匀的叉指换能器。制备出的叉指电极特征尺寸为600 nm,面积为4 mm×6 mm,断指率小于3‰,可应用于高频声表面波器件中。研究结果表明,X射线光刻结合剥离技术是一种制备高频SAW器件的优良方法。

声表面波气体传感器叉指换能器的结构优化

为降低声表面波气体传感器在传播声波时所产生的插入损耗,分析了常规高损耗型双向叉指换能器的结构形状,设计了一种低损耗型浮动电极单向换能器的结构,采用COMSOL有限元软件建立双向和单向叉指换能器的仿真模型,通过添加固体力学和静电物理场,对比分析两种结构输出端的插损。结果表明:双向叉指换能器两个输出端产生的插损十分接近,说明声波具有双向性传播,未能起到降低插损的作用;浮动电极单向换能器每个周期6个不同电极的的特殊设计,使其具有单向传播性,可以降低声表面波气体传感器4 dB的插入损耗,提高了传感器的敏感特性。

抽指加权宽带扇形叉指声表面波滤波器的等效电路分析

扇形换能器可以看成若干个沿孔径方向划分的均匀孔径换能器电端并联而成,根据梅森(Ma-son)等效电路模型以及由其延伸的混合场等效电路模型,推导出整个扇形换能器的导纳矩阵和频率响应,其中采用复阻抗模型考虑了叉指电极与自由表面的阻抗不连续的因素。本方法能够模拟指间反射、三次行程、指条寄生阻抗以及外围电路等对器件性能的影响;理论模拟与实验结果吻合。

96 MHz锥形叉指宽带声表面波滤波器

介绍声表面波锥形叉指换能器的基本原理,采用折线电极锥形叉指换能器制作的TD-SCDMA制式用96MHz宽带滤波器,1dB带宽4.8MHz,15dB抑制小于6.4MHz,插入衰耗约12dB,封装为SMD(13.3mm×6.5mm)。

高灵敏度声表面波温度传感器设计及制造

针对无线无源声表面波温度传感器灵敏度差的问题,设计制作了一款中心频率为434.8 MHz的谐振式声表面波温度传感器。基于声表面波温度传感器的工作原理,以Y-X切型石英材料为衬底,设计了传感器芯片结构及工艺制备流程,通过圆片级丝网印刷方式涂覆吸声油墨降低旁瓣信号,有效提高了传感器的测试灵敏度和精准度。最后,对封装完的传感器性能进行研究分析,结果表明,通过对温度传感器结构及工艺优化,研制出的中心频率为434.8 MHz的谐振式声表面波温度传感器灵敏度达到 9.18 kHz/℃,非线性度达到0.003% FS,满足温度传感器的应用要求。

跨层叉指换能器对复合膜SAW器件影响的研究

利用COMSOL有限元软件建立了复合膜声表面波(SAW)器件结构,并将通常使用的平面叉指换能器(IDT)更新为跨层布局形式。通过COMSOL软件对新结构进行了模态分析与频率响应分析,计算了机电耦合系数,研究了异性电极间距与同性电极间距的改变对复合膜SAW器件产生的影响。结果表明:跨层IDT布局形式,可以在现有制备条件与水平不变的前提下,大幅度降低器件尺寸,提高特征频率。

基于遗传算法的抽指加权叉指换能器进化设计

提出了极性抽指加权叉指换能器设计的新方法,克服了传统设计方法的繁杂性。将极性抽指加权叉指换能器作为染色体,通过独特的(-1,1)的二值编码,以目标频率响应曲线和待进化的叉指换能器频率响应曲线在考虑的频率范围内的1601个采样点的误差值为进化目标,对种群中的染色体进行选择、交叉和变异等遗传操作,自动进化出符合目标要求的极性抽指加权叉指换能器极性加权状况。进化实验结果表明,应用本文提出的进化方法设计出的极性抽指加权叉指换能器的频响曲线与目标频响曲线基本重合,达到设计要求,进化设计方法效率高,实用性强。

换能器间距对柔性声表面波器件性能的影响

首先基于PEI基板磁控溅射ZnO薄膜,再在薄膜上的两端制备叉指电极,探讨了不同的叉指间距对这种柔性器件的影响。研究发现,当两个叉指式换能器(IDT)之间的距离增加时,谐振器的传输幅度会显著衰减。为了制造具有良好传输性能的器件,IDT之间的间距应小于声波波长的40倍。这些结果可以为柔性声波器件的发展提供参考。

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。

多层SAW器件叉指换能器错层布局研究

利用COMSOL软件建立了采用平层叉指换能器(IDT)布局及错层IDT布局的两种多层声表面波(SAW)器件模型,通过有限元法分别计算了两种模型在不同的薄膜层厚度、电极间距条件下的特征频率、机电耦合系数以及导纳比,并将这些结果进行了对比分析。结果表明:采用错层IDT布局的多层SAW器件在保证器件性能的条件下,结构尺寸可以缩小一倍,同时也降低了继续提高多层SAW器件特征频率的难度。

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。

基于叉指换能器逆压电效应的激光检测新方法

使用激光在晶体表面激发的声表面波,尝试根据叉指换能器的逆压电效应来探测激光,从而实现声场的变化反演激光照射情况。在讨论激光照射对铌酸锂晶体中声表面波传播特性造成的影响时,建立了点状激光照射的热弹理论模型。首先排除环境温度整体变化的影响,证明了光对声场的影响和照射晶体内部温度梯度的变化有关;然后设计13 MHz为中心频率的叉指换能器,从模拟与实验效果对比来看,由激光激发的声表面波影响了原叉指激发波的频率,13 MHz及周围频率时的声压变化明显,中心频率迁移到15 MHz,声压值波动衰减,从而反演激光的存在;通过理论和实验分析证明了声场检测激光的可行性,可以开拓性地将叉指换能器作为特殊传感器,可用于激光窃听等特殊场合。