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FOULING DETECTION IN FOOD VESSELS USING INTERDIGITAL LAMB WAVE TRANSDUCER 被引量:4
1
作者 JIAO Jingpin GE Haiyan WU Bin HE Cunfu 《Chinese Journal of Mechanical Engineering》 SCIE EI CAS CSCD 2007年第1期111-114,共4页
Lamb waves are used to detect fouling in food vessels. The propagation of the Lamb waves in plates exhibits many modes and dispersion characteristics, which have great influence on fouling detection. The relative dist... Lamb waves are used to detect fouling in food vessels. The propagation of the Lamb waves in plates exhibits many modes and dispersion characteristics, which have great influence on fouling detection. The relative distribution of the in-plane and out-of-plane displacement of the mode across the thickness of the plate will determine the sensitivity of the mode to a particular loading condition. By considering the dispersion and multi-mode characteristics of guided waves, an interdigital polyvi- nylidene fluoride (PVDF) transducer is designed to realize the mode selection of gnided waves, and a single a0 mode is used for guided wave detection. Fouling detection experiments are conducted in the laboratory using epoxy adhesive on a thin plate. Using the interdigital PVDF transducer, three fouled areas are detected. Using one of the time-frequency analysis methods, the waveforms are further processed. This also demonstrates the validity of this method of fouling detection. 展开更多
关键词 Lamb waves interdigital transducer Fouling detection
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基于IDTs电极分层布局结构的瑞利波器件特性研究
2
作者 袁宇鑫 武庆鹏 +2 位作者 孙立 孙科学 王艳 《压电与声光》 CAS 北大核心 2023年第1期11-17,共7页
现代科技的发展对高频声表面波(SAW)器件的需求不断增加,对其工作频率也提出了更高的要求。为了提高SAW器件的频率,该文构建了一种IDTs电极分层布局的器件模型,即IDTs/AlN/IDTs/R-sapphire结构,并采用有限元法分析其声学性能,包括导纳... 现代科技的发展对高频声表面波(SAW)器件的需求不断增加,对其工作频率也提出了更高的要求。为了提高SAW器件的频率,该文构建了一种IDTs电极分层布局的器件模型,即IDTs/AlN/IDTs/R-sapphire结构,并采用有限元法分析其声学性能,包括导纳、相速度、机电耦合系数等。结果表明,IDTs/AlN/IDTs/R-sapphire结构可激发出瑞利波,且当AlN压电薄膜厚度h_(AlN)=0.4λ(λ为器件周期),水平中心距P_(b)=4μm时,其工作频率为692 MHz,传统的IDTs/AlN/R-sapphire结构器件提高了近1倍(356 MHz),而此时机电耦合系数K^(2)为0.3%,比传统结构高。另外,通过优化IDTs电极的结构参数可进一步改善、调制瑞利波器件的性能。当IDTs的上层铜电极和下层铝电极厚度之比Δh=1.2,P_(b)=4μm,h_(AlN)/λ=0.5时,瑞利波器件的谐振频率为657.9 MHz,K^(2)=1.27%;当P b=6μm时,瑞利波的工作频率为461 MHz,机电耦合系数达到最大(K^(2)_(max)=1.34%),较传统IDTs单层布局结构瑞利波器件分别提升了30%和300%。结果表明,IDTs电极分层布局结构不仅可有效地提高SAW器件的工作频率和机电耦合系数,也可以降低高频SAW器件的制备难度。 展开更多
关键词 声表面波 叉指换能器 有限元分析 机电耦合系数 瑞利波
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剥离工艺制作SAW滤波器IDT的研究 被引量:6
3
作者 陈颖慧 高杨 +1 位作者 郑英彬 赵兴海 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2012年第2期124-128,共5页
研究了用于声表面波滤波器的微米尺度的叉指换能器的制作工艺。利用剥离工艺,分别采用铝和铬金两种金属制作了叉指换能器的电极,分析了剥离工艺制作叉指电极时的工艺特性。对加工样品的测量分析结果表明,利用剥离工艺制备的叉指换能器... 研究了用于声表面波滤波器的微米尺度的叉指换能器的制作工艺。利用剥离工艺,分别采用铝和铬金两种金属制作了叉指换能器的电极,分析了剥离工艺制作叉指电极时的工艺特性。对加工样品的测量分析结果表明,利用剥离工艺制备的叉指换能器电极线条光滑、陡直、清晰,但是成品率较低。对比分析了采用铝和铬金制作的叉指换能器样品结构,结果表明两种金属材料在剥离液中的腐蚀时间不同,铝材料需要较长的剥离时间;两种材料制作的电极图形质量也有差异,铝材料制作的电极更为陡直、精细。 展开更多
关键词 声表面波(SAW) 滤波器 叉指换能器(idt) 剥离 陡直度
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ZnO/IDT/金刚石结构SAW滤波器的设计和制作 被引量:3
4
作者 陈颖慧 郑英彬 +3 位作者 席仕伟 唐彬 王旭光 张慧 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期443-447,478,共6页
传统材料制备的声表面波(SAW)滤波器的中心频率f大多位于较低的频段(f<500 MHz),但是无线通信频段逐渐向着高频化的方向发展,因此在SAW器件领域中引入高声速材料如金刚石以提高中心频率成为一种必然趋势。基于金刚石材料、采用ZnO/I... 传统材料制备的声表面波(SAW)滤波器的中心频率f大多位于较低的频段(f<500 MHz),但是无线通信频段逐渐向着高频化的方向发展,因此在SAW器件领域中引入高声速材料如金刚石以提高中心频率成为一种必然趋势。基于金刚石材料、采用ZnO/IDT/金刚石新型结构,设计了交错叉指结构和镜像阻抗连接结构的叉指换能器(IDT)参数。通过优化的工艺制备流程,获得了金刚石SAW滤波器样品。最后采用RF探针台对样品进行了性能测试和数据分析。测试结果表明制备的SAW滤波器样品的测试结果与理论值比较符合,交错叉指结构滤波器获得了很低的插损,镜像阻抗连接结构滤波器有效地提高了带外抑制度。样品IDT指宽2μm,SAW滤波器中心频率可达0.775 GHz。 展开更多
关键词 射频微机电系统(RFMEMS) 声表面波滤波器(SAW) 金刚石 氧化锌薄膜 叉指换能器(idt)
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关于SAW滤波器及其低损耗IDT结构
5
作者 马国胜 严晓兰 《电子元器件应用》 2001年第5期33-35,共3页
声表面波(SAW)滤波器以其独特的优点广泛应用于许多电子设备中,尤其在移动通信的应用领域中,更体现了它的优势,但低插入损耗的SAW滤波器是扩大其应用领域的关键,其中主要是叉指换能器(IDT)的结构。本文主要介绍SAW滤波器及实现低插入损... 声表面波(SAW)滤波器以其独特的优点广泛应用于许多电子设备中,尤其在移动通信的应用领域中,更体现了它的优势,但低插入损耗的SAW滤波器是扩大其应用领域的关键,其中主要是叉指换能器(IDT)的结构。本文主要介绍SAW滤波器及实现低插入损耗的几种IDT结构。 展开更多
关键词 声表面波滤器 叉指换能器 损耗
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IDT在YZ-LiNbO_3基片上的体声波激励研究 被引量:2
6
作者 邓明晰 吕霞付 蔡绍皙 《压电与声光》 CSCD 北大核心 1997年第6期369-371,380,共4页
具有广泛应用前景的声板波液体密度传感器采用了叉指换能器(IDT)在基片上的体声波(BAW)激励效应。文章针对常见的YZ-LiNbO3基片,研究了IDT激励BAW的响应与激励频率之间的关系。压电基片表面的IDT激励的B... 具有广泛应用前景的声板波液体密度传感器采用了叉指换能器(IDT)在基片上的体声波(BAW)激励效应。文章针对常见的YZ-LiNbO3基片,研究了IDT激励BAW的响应与激励频率之间的关系。压电基片表面的IDT激励的BAW在基片内来回反射,选择恰当的IDT激励频率,可得到极大的BAW响应。实验结果和理论分析表明,BAW的极大响应与发射接收IDT的间距、基片厚度和激励频率有确定关系。 展开更多
关键词 叉指换能器 基片 体声波激励
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压电晶体-固体-液体结构中IDT的体声波激励 被引量:3
7
作者 邓明晰 刘镇清 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期171-174,177,共5页
对压电晶体 -固体 (层 ) -液体结构中叉指换能器的体声波激励效应进行了深入探讨 ,通过引入压电晶体-固体层界面的界面有效介电常数 ,研究了叉指换能器的体声波激励效应与晶体切向、电边界条件及固体层归一化厚度之间的关系。数值分析表... 对压电晶体 -固体 (层 ) -液体结构中叉指换能器的体声波激励效应进行了深入探讨 ,通过引入压电晶体-固体层界面的界面有效介电常数 ,研究了叉指换能器的体声波激励效应与晶体切向、电边界条件及固体层归一化厚度之间的关系。数值分析表明 ,电边界条件对叉指换能器体声波激励效应的影响可忽略 ;体声波激励效应与压电晶体切向和固体层归一化厚度密切相关 ;通过选择恰当的晶体切向、固体层归一化厚度和慢度 ,叉指换能器仅向液体中激励体声波 ,且可确定出最强体声波激励时的结构参数。文中所得结果 ,为有关液体声传感器结构的优化设计奠定了基础。 展开更多
关键词 体声波 叉指换能器 界面有效介电常数 压电晶体-固体层-液体
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一种采用IDT技术的新型高频声体波换能器 被引量:1
8
作者 邓明晰 李银国 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期10-13,共4页
压电晶体-液体界面的叉指换能器在一定频率的电信号激励下将仅向液体介质中辐射声体波,可将这一效应用于高频声体波超声换能器的制作。通过分析与计算压电晶体-液体的界面有效介电常数虚部,可确定出叉指换能器仅向液体中辐射声体波的表... 压电晶体-液体界面的叉指换能器在一定频率的电信号激励下将仅向液体介质中辐射声体波,可将这一效应用于高频声体波超声换能器的制作。通过分析与计算压电晶体-液体的界面有效介电常数虚部,可确定出叉指换能器仅向液体中辐射声体波的表面慢度。根据待激发声体波的频率和慢度,可得到叉指换能器仅向液体中辐射声体波时的周期。考虑到叉指换能器直接接触液体并向液体中辐射声体波,可在叉指换能器表面敷设一层SiO2薄膜以保护电极。该类换能器的最大优点是不需匹配层而直接向液体中辐射声波,其工作频率上限原则上只受声表面波工艺限制。设计并制作出频率为31.5MHz的声体波超声换能器,实测了频响,与理论相符。 展开更多
关键词 叉指换能器 声体波 慢度 高频
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SAW-IDT波传播分析
9
作者 杨朝斌 徐继麟 黄香馥 《电波科学学报》 EI CSCD 1998年第1期55-59,共5页
分析了声表面波(SAW)叉指换能器(IDT)中波的传播问题。从产生SAW的静电荷分布出发,结合压电材料的各向异性,推导出了叉指上SAW的电势分布及波角谱表达式,引入了波传播损耗因子与修正脉冲响应函数。对具带通频率响应的加权SAW-ID... 分析了声表面波(SAW)叉指换能器(IDT)中波的传播问题。从产生SAW的静电荷分布出发,结合压电材料的各向异性,推导出了叉指上SAW的电势分布及波角谱表达式,引入了波传播损耗因子与修正脉冲响应函数。对具带通频率响应的加权SAW-IDT进行了模拟计算,包括波传播损耗因子与叉指声孔径大小及相互间距离的关系,修正脉冲响应及其频率响应,波传播对等效电路模型参数的影响。最后得到结论。 展开更多
关键词 声表面波 叉指换能器 波传播 SAW-idt 损耗因子
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压电晶体-液体界面上IDT对入射声体波的接收 被引量:3
10
作者 邓明晰 《压电与声光》 CSCD 北大核心 1999年第5期341-345,369,共6页
压电晶体-液体-压电晶体分层结构可用于液体声传感器的研制,两个叉指换能器(IDT)分别位于两个相向的压电晶体-液体界面上,一个IDT向液体中激励声体波,另一个IDT接收液体中的声体波。文章通过采用恰当的压电晶体-液体... 压电晶体-液体-压电晶体分层结构可用于液体声传感器的研制,两个叉指换能器(IDT)分别位于两个相向的压电晶体-液体界面上,一个IDT向液体中激励声体波,另一个IDT接收液体中的声体波。文章通过采用恰当的压电晶体-液体界面上的边界条件,研究了IDT对声体波的接收,给出了IDT的输出电功率与声体波入射角、晶体取向之间的关系曲线;此外,还探讨了负载对IDT电输出的影响。文章所得结果,为研制液体声传感器奠定了理论基础。 展开更多
关键词 声体波 压电晶体 液体界面 叉指换能器 接收
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一种采用IDT技术的新型微量液体密度传感器
11
作者 朱霞 邓明晰 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2005年第6期602-605,共4页
新型微量液体密度传感器采用压电基片-液体层-压电基片结构。两个叉指换能器(IDT)分别位于压电基片-液体层-压电基片的两个液固界面上,压电基片保持平行且两个IDT处于相对的位置。一定条件之下第一个IDT在射频脉冲的激励下可只向液体层... 新型微量液体密度传感器采用压电基片-液体层-压电基片结构。两个叉指换能器(IDT)分别位于压电基片-液体层-压电基片的两个液固界面上,压电基片保持平行且两个IDT处于相对的位置。一定条件之下第一个IDT在射频脉冲的激励下可只向液体层中辐射出高频超声脉冲,该超声脉冲在液体层中来回反射。液体层中来回反射的超声脉冲每次入射到起接收作用的第二个IDT上均有一个电脉冲信号输出。液体层密度值可用超声脉冲在液体层内来回传播一次的声时变化予以表征。通过测量第二个IDT输出的前两个电脉冲信号之间的时间间隔变化,即可得到相应的液体密度值。实验结果表明,采用压电基片-液体层-压电基片结构的微量液体密度传感器的敏感程度至少可达10-5g.cm-3/ns量级。 展开更多
关键词 叉指换能器 液体密度 传感器
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折线型IDT的SAW微力传感器设计研究
12
作者 马连杰 李媛媛 +1 位作者 江蓓 曹乐 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期39-45,共7页
声表面波(SAW)微力传感器易于集成和小型化,无源无线的工作方式,具有极大的应用潜力。将其应用于物体间微间隙压力检测有望实现高灵敏、低功耗的监测水平。针对复杂环境中存在的测量灵敏度问题,设计了一种具有折线形状的叉指换能器(IDT)... 声表面波(SAW)微力传感器易于集成和小型化,无源无线的工作方式,具有极大的应用潜力。将其应用于物体间微间隙压力检测有望实现高灵敏、低功耗的监测水平。针对复杂环境中存在的测量灵敏度问题,设计了一种具有折线形状的叉指换能器(IDT)的SAW微力传感器。采用有限元分析方法(FEM)对其进行了仿真分析和结构参数设计。理论分析与实验表明,设计的传感器质量灵敏度可达284.16 kg/m^(2),高于直线形IDT的SAW传感器185.97 kg/m^(2),验证了此结构能够有效提高器件的质量灵敏度,及在微间隙环境下压力监测的可行性。 展开更多
关键词 声表面波 传感器 叉指换能器 有限元分析 质量灵敏度
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LiNbO_3高阻抗SAW滤波器的IDT特性分析
13
作者 曹益群 王安琪 杨家发 《四川大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 1997年第6期783-785,共3页
论述了LiNbO3高阻抗声表面波滤波器的二分割和三分割叉指换能器的特性
关键词 声表面波滤波器 换能器 铌酸锂 阻抗
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聚偏氟乙烯叉指的多波段瑞利波水下传播特性
14
作者 丁忠军 冯志亮 +3 位作者 孟德健 李洪宇 张奕 李德威 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1557-1562,共6页
针对深海装备存在结构损伤实时监测困难的问题,本文设计了柔性电路板制作的以聚偏氟乙烯(PVDF)为基底的叉指换能器,并展开叉指换能器的多波段瑞利波水下传播特性的研究。通过COMSOL软件研究叉指换能器在水下传播瑞利波的特性,同时分析... 针对深海装备存在结构损伤实时监测困难的问题,本文设计了柔性电路板制作的以聚偏氟乙烯(PVDF)为基底的叉指换能器,并展开叉指换能器的多波段瑞利波水下传播特性的研究。通过COMSOL软件研究叉指换能器在水下传播瑞利波的特性,同时分析叉指换能器激励瑞利波的强度与激励周期的关系。设计微伏级OP37放大电路对2 mm和4 mm波长的柔性PCB叉指换能器进行实验验证。实验与仿真结果表明:仿真与实验结果的最大误差为8.4%,水下环境会极大地限制叉指换能器激励瑞利波的距离,但传播距离会随着波长的增加而增加,且通过瑞利波和水声声波的速度差解决叉指换能器激励的水声干扰的问题。 展开更多
关键词 深海装备 瑞利波 无损探伤 叉指换能器(idt) 柔性电路板 薄膜传感器 数值仿真 实时监测
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新型声表面波式小波变换器件插入损耗的研究 被引量:4
15
作者 卢文科 朱长纯 +2 位作者 刘君华 方建安 文常保 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期371-373,共3页
小波式叉指换能器使用机电耦合系数比较大的基片(如YZ-L iNbO3基片)时,其频率特性曲线不光滑,但插入损耗小;小波式叉指换能器使用机电耦合系数比较小的基片(如X 112°Y-L iTaO3基片)时,其频率特性曲线光滑,但插入损耗大.声表面波器... 小波式叉指换能器使用机电耦合系数比较大的基片(如YZ-L iNbO3基片)时,其频率特性曲线不光滑,但插入损耗小;小波式叉指换能器使用机电耦合系数比较小的基片(如X 112°Y-L iTaO3基片)时,其频率特性曲线光滑,但插入损耗大.声表面波器件的指条对数N越少,其带宽Δf/f越大,插入损耗越大,所以,指条对数N要取的合适,不宜过少.在声表面波式小波变换器件中,发射叉指换能器的条对数N取57,接收叉指换能器的指条对数是57的四分之一到三分之一之间. 展开更多
关键词 声表面波 小波变换器件 插入损耗 又指换能器
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金刚石SAW滤波器的设计和制作 被引量:4
16
作者 陈颖慧 高杨 +1 位作者 郑英彬 赵兴海 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2012年第10期662-666,692,共6页
通信系统向高频的发展趋势使声表面波(SAW)滤波器技术面临着越来越多的挑战。利用传统材料制作SAW滤波器的中心频率很难达到GHz频段,因此探索在高声速材料基础上制作SAW滤波器成为一种必然趋势。基于高声速材料金刚石设计了IDT/ZnO/金... 通信系统向高频的发展趋势使声表面波(SAW)滤波器技术面临着越来越多的挑战。利用传统材料制作SAW滤波器的中心频率很难达到GHz频段,因此探索在高声速材料基础上制作SAW滤波器成为一种必然趋势。基于高声速材料金刚石设计了IDT/ZnO/金刚石结构的薄膜SAW滤波器,设计了镜像阻抗连接IDT的结构参数,并采用ADS软件对该结构进行了建模仿真。然后,通过ZnO薄膜制备工艺和IDT电极制备工艺,获得了金刚石SAW滤波器样品。最后,采用RF探针台对所制得的样品进行了性能测试和数据分析。测试结果表明,在金刚石厚膜衬底上获得了频率超过1 GHz的SAW滤波器样品。 展开更多
关键词 射频微机电(RF MEMS) SAW滤波器 金刚石 ZNO薄膜 叉指换能器(idt)
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声表面波谐振器传播状态的ANSYS仿真 被引量:3
17
作者 陈营端 高杨 +1 位作者 白竹川 刘婷婷 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2009年第12期739-743,749,共6页
为描述声表面波的传播状态,利用ANSYS软件对声表面波(SAW)谐振器进行了仿真。在对声表面波产生机理和SAW谐振器工作原理分析的基础上,建立了SAW谐振器仿真模型,讨论了网格划分不同对仿真结果精度的影响,得出了在每个SAW波长尺寸内划分30... 为描述声表面波的传播状态,利用ANSYS软件对声表面波(SAW)谐振器进行了仿真。在对声表面波产生机理和SAW谐振器工作原理分析的基础上,建立了SAW谐振器仿真模型,讨论了网格划分不同对仿真结果精度的影响,得出了在每个SAW波长尺寸内划分30~40个网格可以得到较精确的仿真结果。对不同长度声孔径的声表面波谐振器进行了仿真分析,得出了声表面波只在固体表面1~2个波长深度范围内传播的仿真效果图,与理论分析有很好的一致性。最后对IDT/ZnO/金刚石/Si结构的声表面波器件进行了仿真,得出该结构声表面波器件SAW传播速度与ZnO的厚度成反比,其大小是IDT/ZnO结构器件SAW传播速度的2~3倍。 展开更多
关键词 RF MEMS SAW谐振器 叉指换能器(idt) ANSYS软件 建模与仿真
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无线声表面波辨识标签的分析和设计 被引量:7
18
作者 韩韬 施文康 +1 位作者 吴嘉慧 李汉军 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期36-39,共4页
讨论了确定叉指换能器的孔径长度以及与利用串联谐振进行匹配时的方法。分析了金属化对辨识标签 (ID- tage)频率响应的影响 ,对金属化厚度和叉指换能器的周期的设计提供了依据 ,并有利于提高接收到的反射信号的信噪比 ;讨论了反射栅的... 讨论了确定叉指换能器的孔径长度以及与利用串联谐振进行匹配时的方法。分析了金属化对辨识标签 (ID- tage)频率响应的影响 ,对金属化厚度和叉指换能器的周期的设计提供了依据 ,并有利于提高接收到的反射信号的信噪比 ;讨论了反射栅的反射系数大小控制以及为减小整体器件的尺寸 ,确定反射栅之间最小距离的方法 ,分析了如何有效降低插损和多次反射对 ID- tag器件影响。最后利用耦合模理论 ,获得了器件的时域响应 ,对指导器件制作具有重要意义。 展开更多
关键词 分析 设计 声表面波 无线辨识标签 叉指换能器 反射栅 耦合模
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一种宽带低损耗声表面波滤波器 被引量:5
19
作者 秦廷辉 朱自湘 周平 《压电与声光》 CSCD 北大核心 1998年第2期77-79,共3页
阐述了一种利用纵向耦合双模制作宽带低损耗声表面波滤波器的方法,给出了理论计算方法和计算机模拟结果,最后给出了制作中心频率为453MHz的声表面波滤波器实验结果,插入损耗为1.9dB,1dB带宽为6.66MHz,远端带... 阐述了一种利用纵向耦合双模制作宽带低损耗声表面波滤波器的方法,给出了理论计算方法和计算机模拟结果,最后给出了制作中心频率为453MHz的声表面波滤波器实验结果,插入损耗为1.9dB,1dB带宽为6.66MHz,远端带外抑制大于45dB。 展开更多
关键词 声表面波滤波器 反射器 叉指换能器 滤波器
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基于声表面波油包水微液滴分裂研究 被引量:2
20
作者 王保成 付相庭 章安良 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期811-814,共4页
提出了声表面波(SAW)实现油包水微液滴的分裂方法,并在128°YX-LiNbO3基片上研制了分裂油包水微液滴的微器件。在压电基片上采用微电子工艺制作叉指换能器,其激发的SAW部分作用于油包水微液滴,瞬间降低电信号幅度,油相内水微液滴在... 提出了声表面波(SAW)实现油包水微液滴的分裂方法,并在128°YX-LiNbO3基片上研制了分裂油包水微液滴的微器件。在压电基片上采用微电子工艺制作叉指换能器,其激发的SAW部分作用于油包水微液滴,瞬间降低电信号幅度,油相内水微液滴在惯性力作用下发生分裂,油相微液滴由于较大的表面张力发生形变而不分裂。以石蜡油包裹蓝色水相微液滴为研究对象,进行了油包水微液滴分裂实验和理论分析,结果表明,当电信号从功率为12.3dBm瞬间关断时,可实现油相内水微液滴分裂。 展开更多
关键词 声表面波(SAW) 液滴 叉指换能器(idt) 分裂 辐射
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