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双电极叉指换能器声表面波低温传感器的设计与仿真分析
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作者 叶梦莹 崔永俊 王红亮 《压电与声光》 北大核心 2024年第6期871-877,共7页
为了应对低温环境下的温度测试需求,设计了一种具有双电极叉指换能器(IDT)的128°YX-LiNbO_(3)延迟线型声表面波(SAW)温度传感器。利用COMSOL软件搭建了温度传感器模型,确定了传感器的最佳模型参数,并在-196~100℃对传感器进行仿真... 为了应对低温环境下的温度测试需求,设计了一种具有双电极叉指换能器(IDT)的128°YX-LiNbO_(3)延迟线型声表面波(SAW)温度传感器。利用COMSOL软件搭建了温度传感器模型,确定了传感器的最佳模型参数,并在-196~100℃对传感器进行仿真测试。结果表明,采用双电极叉指结构的传感器的机电耦合系数达到5.35%,同时传感器的谐振频率与温度呈现出良好的线性关系,温度灵敏度为26.2 kHz/℃,频率温度系数达到-83.4×10^(-6)/℃,证明了LiNbO_(3)在低温环境下的可靠性。 展开更多
关键词 声表面波 温度传感器 低温 双电极叉指换能器 有限元
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声表面波相关叉指换能器的半物理仿真 被引量:2
2
作者 陈智军 钟悦芸 +2 位作者 陈涛 彭福强 陈赵兴 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第23期2816-2820,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 声表面波 相关叉指换能器 半物理仿真 自相关
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声表面波单指无内反射叉指换能器结构及其性能分析 被引量:1
3
作者 何世堂 陈东培 汪承灏 《压电与声光》 CSCD 北大核心 1992年第5期55-59,82,共6页
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... 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。 展开更多
关键词 声表面波 叉指换能器 滤波器 结构
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微机械叉指换能器声表面波陀螺 被引量:8
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作者 马晋毅 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2003年第6期442-444,共3页
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... 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。 展开更多
关键词 微机械-叉指换能器(MEMS—IDT) 声表面波(SAW) 陀螺
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电容加权叉指换能器进化设计 被引量:2
5
作者 章安良 朱大中 《现代电子技术》 2006年第5期39-41,44,共4页
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... 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。 展开更多
关键词 进化设计 染色体 基因 电容加权叉指换能器
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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 被引量:1
6
作者 秦廷辉 朱自湘 《压电与声光》 CSCD 北大核心 1995年第2期1-3,共3页
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。
关键词 镜像阻抗连接 叉指换能器 声表面波 滤波器 耦合
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声表面波叉指换能器的一种新设计方案 被引量:4
7
作者 邓盛刚 《压电与声光》 CSCD 北大核心 1993年第4期4-8,共5页
采用时域上对脉冲响应直接奇偶分解与校正函数相结合的方法设计叉指换能器.并利用几何刻图数据计算理论频响.理论和实验证明,该方法对频响能进行精细调整.所计算的频响比用常规方法计算的精度高,与实验值吻合更好.可用于各种带宽的滤波... 采用时域上对脉冲响应直接奇偶分解与校正函数相结合的方法设计叉指换能器.并利用几何刻图数据计算理论频响.理论和实验证明,该方法对频响能进行精细调整.所计算的频响比用常规方法计算的精度高,与实验值吻合更好.可用于各种带宽的滤波器设计. 展开更多
关键词 叉指换能器 时域抽样 换能器 设计
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抽指加权叉指换能器进化设计 被引量:3
8
作者 章安良 《传感技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期422-424,共3页
为克服传统方法设计抽指加权叉指换能器的繁杂性,提出了一种全新的抽指加权叉指换能器的设计方法,它模仿生物进化规律,将所设计的抽指加权叉指换能器进行二进制编码,并根据任意给定的目标频率响应曲线和抽指加权叉指换能器的频响特性构... 为克服传统方法设计抽指加权叉指换能器的繁杂性,提出了一种全新的抽指加权叉指换能器的设计方法,它模仿生物进化规律,将所设计的抽指加权叉指换能器进行二进制编码,并根据任意给定的目标频率响应曲线和抽指加权叉指换能器的频响特性构造适应度函数,同时考虑抽指加权叉指换能器的指条抽取后的邻近效应,通过排序选择、一点交叉和变异等遗传操作,自动进化出符合任意给定频率响应特性的抽指加权换能器。进化实验结果表明,该设计方法正确有效、实用性强。 展开更多
关键词 进化设计 染色体 基因 加权叉指换能器
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电学端口串联叉指换能器连接分析 被引量:1
9
作者 刘建生 何世堂 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2006年第4期381-383,共3页
通过巧妙的矩阵变换,避开了复杂的公式推导,成功解决了电学端口串联叉指换能器中级联的P矩阵合成问题。该方法直接从耦合模出发,根据各段换能器电学端口参量的实际关系,可综合考虑过去方法中忽略的因素,提高了计算的精度。用此方法分析... 通过巧妙的矩阵变换,避开了复杂的公式推导,成功解决了电学端口串联叉指换能器中级联的P矩阵合成问题。该方法直接从耦合模出发,根据各段换能器电学端口参量的实际关系,可综合考虑过去方法中忽略的因素,提高了计算的精度。用此方法分析倾斜指结构的宽带低插损声表面波滤波器,并和过去的近似方法计算的结果进行比较,在X-112°YLiTaO3基片上制作了滤波器,试验结果和该文方法计算的结果相吻合。 展开更多
关键词 叉指换能器 电学端口串联 P矩阵
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跨层叉指换能器对复合膜SAW器件影响的研究 被引量:2
10
作者 李志鹏 孟旭 +1 位作者 王博男 张超 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2022年第3期32-35,共4页
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... 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。 展开更多
关键词 声表面波 复合膜结构 叉指换能器 跨层布局 COMSOL软件
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声表面波非线性相位叉指换能器的设计 被引量:1
11
作者 邓盛刚 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 1993年第4期9-14,共6页
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... 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. 展开更多
关键词 时延 设计 叉指换能器
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叉指换能器模型对声表面波滤波器的影响及其设计考虑
12
作者 武以立 赵俊敏 +1 位作者 母开明 谭学斌 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 1992年第5期29-31,共3页
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... 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。 展开更多
关键词 叉指换能器 声表面波 滤波器
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基于遗传算法的抽指加权叉指换能器进化设计
13
作者 章安良 徐方迁 朱大中 《电讯技术》 2006年第5期30-33,共4页
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... 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。 展开更多
关键词 声表面波器件 加权叉指换能器 进化设计 染色体 遗传算法
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多层SAW器件叉指换能器错层布局研究
14
作者 李志鹏 孟旭 +1 位作者 王博男 张超 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2022年第2期14-16,20,共4页
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... 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。 展开更多
关键词 声表面波 多层结构 叉指换能器 错层布局
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压电晶体-液体-固体声波导中叉指换能器对导波的激发研究 被引量:6
15
作者 邓明晰 吕霞付 蔡绍皙 《应用声学》 CSCD 北大核心 1999年第3期14-21,共8页
本文对压电晶体-液体-各向同性固体结构的声波导中叉指换能器所激发的导波进行了理论 研究和数值分析,给出了导波的相速度、叉指换能器激发导波的机电耦合系数与液体层归一化厚度、 晶体取向之间的关系曲线。同时,还探讨了声波导中... 本文对压电晶体-液体-各向同性固体结构的声波导中叉指换能器所激发的导波进行了理论 研究和数值分析,给出了导波的相速度、叉指换能器激发导波的机电耦合系数与液体层归一化厚度、 晶体取向之间的关系曲线。同时,还探讨了声波导中的位移场和电势场分布。 展开更多
关键词 声波导 导波 叉指换能器 压电晶体 液-固界面
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基于电荷分布的分裂指叉指换能器模型研究 被引量:1
16
作者 刘砚军 肖夏 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2014年第3期376-379,共4页
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... 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。 展开更多
关键词 声表面波 分裂叉指换能器 电荷分布函数 基本因子 傅里叶变换
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ZnO-SiO_2-Si层状结构中叉指换能器的声体波激励研究 被引量:1
17
作者 邓明晰 张其悦 《压电与声光》 CSCD 北大核心 1997年第1期15-19,共5页
当叉指换能器在基片上激励声表面波模式时,同时伴随有声体波的激励。文章根据已有的叉指换能器声体波激励理论,对层状结构ZnO-SiO2-Si中叉指换能器的声体波激励进行了研究,通过计算表面有效介电常数εef(s)的虚部,... 当叉指换能器在基片上激励声表面波模式时,同时伴随有声体波的激励。文章根据已有的叉指换能器声体波激励理论,对层状结构ZnO-SiO2-Si中叉指换能器的声体波激励进行了研究,通过计算表面有效介电常数εef(s)的虚部,得到了声体波的激励强度与层状结构参数之间的定量关系。文中所采用的分析方法。 展开更多
关键词 层状结构 声体波 叉指换能器
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基于叉指换能器逆压电效应的激光检测新方法 被引量:1
18
作者 蔡文涛 杨鹏 +2 位作者 贺博 张龙 刘晓飞 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第2期19-24,共6页
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... 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。 展开更多
关键词 叉指换能器 激光检测 热弹模型 声表面波 声光传感器
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工艺误差对SAW叉指换能器频率响应影响的蒙特洛分析
19
作者 金羽 武以立 《压电与声光》 CAS 1987年第4期21-24,共4页
本文用蒙特长洛方法分析了工艺误差对SAW叉指换能器幅频及相频响应的影响.结果表明了具有不同指标的SAW叉指换能器受工艺误差影响的不同程度.
关键词 带外抑制 叉指换能器 声表面波换能器 SAW 工艺误差 频率特性 频率响应
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叉指对数对阶梯形叉指换能器的频响特性研究
20
作者 刘勇 莫家庆 《现代电子技术》 2011年第20期134-136,共3页
阶梯形叉指换能器具有频响性能好,设计简单等特点,为了能在实际应用中对阶梯形叉指换能器进行灵活设计,首次采用改进的δ函数模型对阶梯型叉指换能器进行建模,并通过Matlab软件进行仿真分析,研究了叉指对数对阶梯形叉指换能器频响特性... 阶梯形叉指换能器具有频响性能好,设计简单等特点,为了能在实际应用中对阶梯形叉指换能器进行灵活设计,首次采用改进的δ函数模型对阶梯型叉指换能器进行建模,并通过Matlab软件进行仿真分析,研究了叉指对数对阶梯形叉指换能器频响特性的影响。分析结果表明,阶梯形结构在叉指换能器中所占比例越大,叉指换能器的主峰曲线越好,旁瓣抑制程度也越好。该研究结果对高性能声表面波器件的设计研究具有很强的实用意义。 展开更多
关键词 对数 叉指换能器 阶梯形 声表面波
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