硅酸镓镧、钽酸镓镧和铌酸镓镧的声表面波传播特性

计算了硅酸镓镧、钽酸镓镧和铌酸镓镧的不同切向和传播方向的声表面波(SAW)传播特性，并对其和石英晶体上相应切向和传播方向的SAW传播特性做了对比分析．计算结果表明，这3种材料的SAW传播速度一般比石英低1km／s左右；和石英一样，具有零温度切向和纯模方向；机电耦合系数k^2却远高于石英，其中钽酸镓镧的k^2最大．对不同材料常数进行了对比计算，结果表明，不同材料常数的SAW传播特性有明显的差异，其中以频率温度系数差异最大．     

声表面波波速快速求解策略

针对有效介电常数与边界条件系数行列式值这两种常用求解方法存在的求解速度、精度及通用性等问题,提出了采用混合法;利用材料对称性和介质的连续性,选用合适的动态搜索步长及区间等策略,实现准确快速求解波速．为声表面波问题的快速求解及三维空间的切型优化提供参考．     

无线声表面波辨识标签最佳判决电平的确定

由于受到多次反射和传播损耗的影响，延迟线型声表面波辨识标签的每一位编码幅度的判决电平需要合理确定。推导了开关键控编码方式的辨识标签分别在编码为“0”和“1”时的误判率与接收信号信噪比、编码“0”和“1”的动态范围以及判决门限值的关系，得出了在大信噪比情况下，最佳判决电平与信噪比和编码动态范围之间的解析表达式，通过对不同接收距离下回波信号的实验验证，证明该最佳判别电平是有效的。     

基于应力敏感系数的硅酸镓镧晶体声表面波应力敏感特性

从叠加偏载的运动方程出发,借助微扰理论推导了压电晶片上声表面波波速的应力敏感模型,提出了应力敏感系数的概念,计算了硅酸镓镧在二维旋转空间的应力敏感系数.讨论了应力敏感系数的应用,在平面应力条件下提出并验证了仅用2个系数(1α1 2α2=0)就可以方便地确定出晶体的应力补偿切向.通过对石英和硅酸镓镧两种晶体的理论计算和实验比较,证明了所提理论和方法的正确性.     

无线声表面波传感信号的正交采样处理

声表面波(SAW)延迟线型无线传感器测量系统中，信号在反射栅上的延迟时间随着被测量的变化而发生改变．如何提取回波信号上的延时信息是提高传感器精度的关键．理论分析和实验都表明，以往采用的相干I、Q解调测量相位方法存在着较大的相位测量误差．为进一步减小这些误差，引入了基于多相滤波的正交变换方法对无线SAW信号进行检波处理，在数字域中实现整倍抽取和延迟校正滤波，实现信号的正交采样．仿真和实验结果表明，正交采样法能够消除模拟解调所带来的误差．这种方法既提高了相位检测精度．也保证系统容易实现．最后，给出了测试系统的硬件实现方案．     

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。     

一种新型基于两通道声表面波器件的全光纤调制器

研究了多通道声表面波与光纤中传播的光导波相互作用,推导出其相应的耦合模方程.研制了一种两通道声表面波全光纤声光调制器并进行了实验,理论分析与实验结果相符合.     

基于TLS-ESPRIT算法的声表面波标签辨识

为降低收发机成本,在声表面波射频识别系统中采用频域取样,并利用频率步进连续波作为发射信号.为了进一步提高识别距离及系统的抗干扰能力,增强标签在小信噪比下的识别能力,在信号处理部分使用总体最小二乘-旋转不变技术估计信号参数(TLS-ESPRIT)算法来提取标签的时延信息并解码.试验结果表明,相对于其他算法,TLS-ESPRIT算法能够在小信噪比条件下以较窄的工作带宽有效地识别标签.     

石英上准纵漏表面声波在液体传感方面潜在应用的研究

报道了石英材料上一种新的可用于液体传感的准纵漏声表面波模式的传播方向,即Ｅｕｌｅｒ角为［０°,１２４°,５０°］的传播方向,并对该传播方向上准纵漏声表面波在液体传感方面的应用进行了初步研究．结果表明：与目前用流体声表面波传感器所用声波模式所在传播方向相比较,这种新的传播方向上存在较少的声表面波模式,当应用于液体传感时只有准纵漏声表面波一种模式存在．这一特性使得本文所提传播方向上准纵漏声表面波具有很好的应用前景．     

表面声波在一维电子通道中诱导产生的声电电流

表面声波(SAW)在GaAS／AlxGa1-xAs异质结表面上沿由分裂门产生的准一维电子通道方向传播时，在通道中可诱导产生声电电流，根据准经典(WKB)近似，计算出一维电子通道钳断情况下的量子化声电电流，并详细讨论了源漏偏压和库仑相互作用对声电电流的影响。     

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.     

低频声表面波器件的设计与制作

采用数字傅里叶变换技术设计并制作了一个中心频率为44MHz，1dB带宽为8MHz，带外抑制大于60dB，插损小于28dB的带通滤波器．发射和接收叉指换能器均采用数字傅里叶变换技术．整个声表面波滤波器的制作工艺流程是：基片抛光打磨、清洗、镀膜、匀胶、光刻、腐蚀和显影．实验结果分析表明此带通滤波器满足各项指标．     

ST34°切割石英上表面横波的金属栅阵反射特性

由于表面横波（STW）器件具有温度稳定性好、声速高、功率处理能力强等优点，过去几年中，人们愈来愈重视发展STW器件．金属反射栅是谐振器及谐振型滤波器的重要组成部分，其性能的好坏对整个器件的性能影响很大，此前对金属反射栅特性的一些理论计算是在假设每根指条的金属化比和金属膜厚都完全一样的条件下获得的模拟结果，而且模式转化也很难精确估计，这就带来了理论计算与实验结果的明显差异．研究的主要目的是在实验上揭示表面横波在金属反射栅阵下传播的基本特性，为石英上STW高频谐振型器件的设计与开发提供实验数据．文中对ST34°切石英上SAW与STW的金属栅阵反射特性进行了实验比较．试验结果表明，在相同条件下STW的金属栅阵反射效率要高于声表面波（SAW）的反射效率，它与SAW金属反射栅阵的本质区别是不论短路还是开路栅阵，STW的金属栅阵反射中心都低于换能器的激发中心．为验证实验结果，文中设计了915MHz的STW单端对谐振器，其中换能器与反射栅的频率差取值比声表面波小，而且反射栅也由301根减到201根，测试结果表明谐振器的插入损耗和Q值等关键参数没有明显退化．     

天然石英晶体形貌特征

以热液型石英晶体为对象,研究了过饱和度和温度对石英晶体形貌的影响,并运用PBC理论和负离子配位多面体理论对石英晶体形貌特征的形成机理进行了研究.研究结果表明:在温度高、过饱和度大的条件下形成的晶体,晶形以短柱状为主,(1010)微形貌不发育,(1011)和(0111)形成生长丘;在温度低、过饱和度小的条件下形成的晶体,晶形以长柱状、柱状为主,(1010)形成水平生长层,(1011)和(0111)形成生长锥,(1121)形成生长层;纯度较高的碱性溶液促进了(1121)的发育.     

基于超材料结构的表面波滤波性能优化机理

声表面波(SAW)滤波器在现代生产生活与军事中有着广泛的应用。SAW滤波器制造成本比较高,成本与性能的性价比比较低。为了推动SAW滤波器的应用发展,需要进一步提升其性能。利用声学超材料结构设计新型SAW滤波器基片,可以有效提高SAW滤波器的滤波性能,并有效改善现有滤波器在带宽控制方面的问题。利用声学超材料设计了一种新的SAW滤波器基片。这种基片相较于现有产品,不仅成本比较低廉,在信号处理等性能方面也有比较大的优化。研究结果对SAW滤波器的应用和声表面波滤波性能的优化有着重要的意义,有很好的现实价值。     

一种声表面波转矩传感器快速解调方法设计

针对多个谐振器组成的无线无源声表面波(SAW)转矩传感器阅读过程复杂、耗时长的问题,利用SAW谐振器的频率响应特性设计了一种基于时域的转矩传感器快速解调方法.分析了SAW谐振器的响应特性并设计了信号的截断与去噪声方法,以及周期计算方法.根据设定的高频与响应信号周期的关系确定各个谐振器谐振频率的范围,然后通过谱估计具有最大周期的信号以解调出频率.提出的扫描方法只需采集一路信号,即降低了阅读器硬件系统的复杂性,同时在时域中简化了信号解调算法.通过实验测试了该扫描方法,完成一次搜索过程只需521ms,而传统的2路正交信号(IQ)扫描方法需要828ms.实验结果表明:设计的算法与IQ法相比扫描速度提高了37.1%,验证了该算法的有效性.     

基于表面声波的微流控技术研究进展

 近年来,基于表面声波的微流控技术因为表面声波的产生与控制方式简单高效、表面声波与流体介质相互作用的形式多样,以及声波器件制备工艺简单、易于集成和检测等特点引起了广泛关注和研究。目前,基于表面声波的微流控技术在生化分析与疾病检测等领域中主要围绕细胞等微粒的排布、分离、混合与汇聚现象、声波加热、声波雾化、生物传感等方面展开研究,部分技术已接近成熟,具有发展成为便携式设备的巨大潜力,市场应用前景广阔。本文总结了近20年来表面声波微流控技术在微粒的排布、分离、混合与汇聚现象、声波加热、声波雾化、生物传感等方面的研究进展,并指出了相关研究正在由声力、声热、声电等单效应向多物理场效应转变,由二维、微米级操纵向三维、纳米级操纵转变、由平面型器件向柔性器件转变的趋势。     

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.     

胺类捕收剂在石英表面吸附的定量构效关系

为深入研究胺类阳离子捕收剂在石英表面吸附能与其结构之间的关系,基于遗传算法构建了20种胺类捕收剂在石英表面吸附能与其结构参数之间的定量构效关系模型,得到了模型的相关系数R²=0.969,调整系数R²_ad=0.964,交叉验证系数R²_cv=0.955,显著值F=168.429,表明模型预测结果与模拟计算值拟合较好.四种未参与建模的阳离子捕收剂对所构建模型外部检验结果误差不超过5%,证明模型具有较好的预测性,能够较好预测胺类捕收剂在石英表面的吸附能.