压电晶体基片切割误差对SAWF中心频率的影响

压电晶体在旋转切割时存在的误差会导致压电参数的变化,进而引起压电基片的声表面波(SAW)速度发生改变,最终导致声表面波滤波器(SAWF)中心频率发生移动.     

声表面波器件用的压电材料

声表面波技术的发展是本世纪六十年代末七十年代初无线电电子技术最有意义的成就之一,目前已制成了完成种种功能的声表面波器件,如滤波器,延迟线,振荡器、放大器、利用非线性效应的器件、声光器件以及表面波声摄象装置等。这些表面波器件的主要组成部分是压电材料基片和叉指电极换能器。压电材料的性能对声表面波器件的发展有很大的影响,本文简单介绍声表面波器件用的压电材料。一、声表面波器件用的压电材料     

基于COM模型的声表面波滤波器仿真和设计

介绍了基于耦合模(COM)模型的声表面波(SAW)器件的仿真方法,并将这种仿真方法分别运用于模拟简单和复杂SAW器件.在此基础上,进行了SAW滤波器的设计研究:首先设计了一个中心频率与梯形滤波器相同或相近的纵向耦合双模谐振器型滤波器(DMS),然后将梯形滤波器与DMS滤波器进行多种方式的级联,并对级联后的器件进行模拟分析,最后通过比较得到性能较好的高带外抑制RF滤波器.     

基于COMSOL的声表面波声场调控仿真

声表面波(SAW)如今被广泛应用于微流控技术,为了满足多尺度、多功能的微流控需要,在压电基底材料不变的情况下,利用COMSOL有限元软件仿真探究了声学微结构对SAW芯片的声场调控特性,实现了SAW芯片表面声场强度的增益及声场区域的调控.     

基于振荡检测法的延迟线型声表面波气体传感器特性

研究延迟线型声表面波(SAW)气体传感器的信号传输损耗和相位变化,考察了振荡检测法中相移电路和滤波电路对传感器性能的影响.基于延迟线型SAW气体传感器简化数学模型和频率特性测试,探讨叉指电极(IDTs)对传感器性能和传输过程中信号相位幅值变化量的影响.利用不同阶低通滤波器的性质和相移电路频率特性曲线研究振荡电路对延迟线型SAW传感器振荡频率、灵敏度和稳定性的影响机制.结果表明:延迟线型SAW传感器插入损耗和信号带宽反比叉指对数;传输过程中信号相位变化受振荡频率、波速和中心距共同影响;滤波器幅频特性随滤波电路阶次降低而变好,同时传感器灵敏度提高.     

SAW滤波器中三次行程信号问题及其解决方法

随着立体声电视和高清晰电视等的发展,对SAW滤波器的性能提出了更加严格的要求,设计高性能的SAW滤波器需要精确校正声表面波滤波器的衍射、三次行程信号等二阶效应。本文采用等效电路模型的分析方法,仿真了考虑三次行程信号的滤波器频率响应,分析了三次行程信号对滤波器频响的影响,初步分析了三次行程信号问题产生的机理和常用的解决办法。     

多晶表面波材料—微晶PNM压电陶瓷及其应用

多晶表面波材料实际上是指用于表面波器件基片使用的压电陶瓷材料,它主要是采用各种金属氧化物作原料,经过混磨、予烧反应、干压成型后在高温下烧结成瓷,再经过直流极化处理而制成的一种具有压电性能的多晶陶瓷体.近年来,它随着表面波技术的发展而飞跃发展,特别是目前表面波器件已由军用大量扩大到民用器件时,为了降低器件的成本,就更显示出了它的优越性.在70年代后期,日本各大公司都争先恐后地发展研究它来制作表面波电视中频滤波器,以取代电视机中周,从而实现了电视机中放线路的“无调整化”.     

金刚石声表面波器件的研制

对ZnO／IDT／金石多层结构高频声表面波滤波器进行模拟设计、样件制备和测量．利用热丝化学气相沉积方法，在抛光Si基底沉积致密、光滑的CVD金刚石膜；采用磁控溅射法在金刚石薄膜上制备C轴取向的氧化钎压电薄膜．研制的ZnO／IDT／金刚石／硅结构SAW滤波器，又指换能器（IDT）指宽1．7μm，SAW滤波器频率达到1．4GHz．     

用声表面波器件实现小波变换的方法

根据声表面波SAW（Surface Acoustic Wave)传播的非线性特性,将变换信号用的小波作为声表面波器件的脉冲响应,从而提出了一种用声表面波模拟硬件实现小波变换的方法,并成功地用特种模拟器件实现了连续二进小波的快速变换,由于实现方法简单,避免了复杂的算法和昂贵的制作过程,对于开发小波变换的优越性和小波变换的应用有重要的价值。同时,还给出了小波变换在检测信号和信号滤波方面的应用例子,证明了用声表面波器件完全可以实现实时的信号小波变换。     

一种新的自适应加权矢量方向距离滤波器

针对已有的的矢量滤波器不能自适应地确定滤波器窗口内像素之间的空间距离对滤波效果的影响等问题,提出一种新的自适应加权矢量方向距离滤波器。该滤波器将彩色像素当作1个三维矢量,结合有序统计方法,利用彩色矢量问的距离信息和方向信息,并通过捕食者一食饵微粒群算法优化获得滤波器窗口的最优权值,体现滤波器窗口内像素之间的空间距离对滤波效果的影响,实现彩色图像的自适应滤波。与其他滤波算法的性能相比以及仿真结果表明,采用所提出的算法得到的平均绝对误差、均方误差和归一化的色度误差等明显比现有的彩色图像滤波方法的低,能在去噪与图像的细节及边缘保护方面达到平衡。     

声表面波谐振型气体传感器的研究

分析和设计了声表面波谐振型气体传感器的叉指换能器和反射栅的最佳结构,研制了ST切石英基底的双端对声表面波谐振型气体传感器,研制了一种高稳定性的振荡器电路。用所研制的ST切石英基底,谐振频率148.5 MHz,敏感薄膜为酞菁铜的双端对声表面波谐振型气体传感器进行了NO_2气体传感检测实验,检测了传感器声表面波振幅的变化,其优点是传感器的声表面波振幅的温度波动远小于通常传感器所检测的声速,提高检测温度稳定性。实验结果证明了所研制的器件具有很好的实用性。     

Surface Micromachining of Bulk Acoustic Wave Filters

The most common typical bulk acoustic wave (BAW) filters are fabricated using bulk micromachining technology, but they have several disadvantages. This paper describes a new structure for front end passband BAW filters manufactured using surface micromachining. Porous silicon is used as a thick sacrificial layer. The structure reduces the influence of the support film on the filter to improve the VLSI compatibility as well as the filter quality. The cross-talk between resonators with different frequencies can be dramatically reduced by using resonators with a self-supporting structure.     

基于多条耦合器声表面波器件的小波重构

提出了一种基于多条耦合器声表面波器件实现小波重构的新方案．利用基于多条耦合器声表面波器件的传递函数等于输入与输出加权换能器传递函数之积的关系，对输入、输出叉指换能器分别进行小波和重构小波加权，在单块器件上实现了小波重构功能，避免了二次插入损耗的产生．利用多条耦合器和双声路对称结构，将沿晶体表面传播的体声波进行了分离和消除，抑制了三次渡越信号，降低了接收损耗，使器件的响应特性得到了改善．实验结果表明，用新方案实现的小波重构器件比用早期方案实现的小波重构器件在插入损耗、体声波抑制、通带波纹和接收损耗方面均有明显的改善．     

基于声表面波谐振器的三维纳米团簇敏感薄膜关键技术研究

设计了一种新型基于声表面波技术的气体传感器,理论分析了三维纳米线结构的比表面积大、灵敏度高等优点,采用具备高Q值和低插损的谐振型声表面波器件结构,制备了三维敏感膜结构的声表面波气体传感器.在此基础上,为提高吸附效应,对三维纳米线簇进行了修饰改进.通过将沙林气和芥子气注入放置了声表面波的气体传感器密闭腔体内,经过神经网络识别系统进行定性识别.实验结果表明,基于修饰改进后的纳米线簇敏感膜制备的声表面波气体传感器对给定毒气混合气体的整理识别率大于90%,能够满足通用的毒气定性检测要求.并且三维纳米声表面波气敏传感器的灵敏度和响应速度优于传统的传感装置,在识别系统加大样本数据量时,能够进一步提高识别精度.     

基于AlN/LiNbO3/diamond叠层结构的声表面波传播特性

金刚石材料具有最高的声速,与压电薄膜相结合可获得高声速的声表面波器件。该文以改进的传输矩阵计算方法系统研究了12种不同边界条件下AlN/LiNbO3/diamond叠层结构的声表面波波速和耦合系数与AlN和LiNbO3厚度的关系。结果表明:AlN/LiNbO3/diamond的一阶声表面波在一定范围内可保持约9km/s的波速而不随LiNbO3和AlN的厚度而变化;其中4种结构的一阶声表面波耦合系数均可达到8%以上,且可在多种厚度组合下获得。结果显示:AlN/LiNbO3/diamond叠层结构兼具AlN/diamond结构的高声速和LiNbO3/diamond结构高耦合系数的特点,而其一阶波模的稳定波速的特点可克服现有AlN/diamond和LiNbO3/diamond结构的波速与膜厚强关联的缺点,在未来的高频率、高速率无线通信系统中具有潜在的应用价值。     

基于人工梯度结构的声传输特性分析

为了使声波产生不同于传统天然声学材料的反常传输特性,使其在声通信、声探测及声波低损耗定向传输等方面提供新思路,采用COMSOL有限元方法模拟了声波在局域共振型人工梯度结构中的传播特性。仿真结果表明:在波平面经过一系列的低传输后,所设计模型吸收了大多数的入射声波,与此同时,在模型的另一侧,声波重新在出射声波处汇聚出了一个全新的焦点。此外,越接近共振频率,声波的传输特性便相对越好,由于人工声学结构具有设计灵活性及可调控性,因此在实际应用中可以根据具体情况进行结构的设计,使其满足传输声波信号所需的共振频率,以此提高声波传输效率,为实际水下声源探测、声波通信等提供新思路。     

Near 30% fractional bandwidth surface acoustic wave filters with novel electrode configuration

With the rapid progress of the wireless communication technique and the fast growing of the radio frequency (RF) markets, the development of wideband surface acoustic wave (SAW) filter is intensely pursued in RF front-end platforms. In this study, a novel configuration of SAW device was proposed in 15°YX-LiNbO₃ (300 ​nm)/SiO₂ (600 ​nm)/Si heterostructure, where the series and shunt resonator innovatively adopt Cu electrodes of different thickness to suppress the unwanted Rayleigh mode efficiently. Series and shunt resonators with clean spectrum and high electromechanical coupling coefficients over 20% were experimentally achieved under the guidance of finite element method calculation. Based on the resonator results, a ladder-type SAW filter with a very large 3-dB fractional bandwidth near 30% was successfully designed and fabricated. The minimum insertion loss of device is as small as 1.1 ​dB while the in-band fluctuation is less than 0.3 ​dB. The unprecedented wideband property of SAW device indicates that the proposed configuration is expected to become one of the solutions of wideband filter in fifth-generation mobile communication, and possess great commercial application prospects.     

谐振型声表面波无线温度传感器

从声表面波振荡器的温度敏感机理,阐述了所提出的一种谐振型声表面波无源无线温度传感系统的结构和工作原理,并测量了该传感系统的温度———频率特性.实验结果表明,以L iNbO3为基片的谐振型声表面波无源无线温度传感系统具有较高的温频线性度和较高的温度灵敏度.