基于變跡加權設計的聲表面波溫度傳感器的構建和研究.pdf

1、聲表面波溫度（Surface Acoustic Wave，SAW）傳感器具有尺寸小、靈敏度高等優(yōu)點，并能輕松實現(xiàn)無線無源傳感，因此可廣泛應用于新興的無線無源傳感領域。對于SAW傳感器而言，良好的頻率響應特性可以增強器件回波的強度，使回波容易被檢測到。但是目前已有的SAW溫度傳感器的頻率響應特性普遍表現(xiàn)一般，因此，有關提高器件的頻率響應特性的研究成為關鍵問題。因此，本文擬通過改善器件頻率響應特性來提高SAW溫度傳感器的傳感性能。主要工作如

2、下所述：
　　首先，對目前SAW器件常用的壓電晶體材料、器件原型結構和反射柵結構進行研究，采用行列式值法的原理模擬得出不同壓電襯底的SAW速度，并利用模擬結果分別計算不同壓電襯底的機電耦合系數和頻率溫度系數等壓電性能指標。在此模擬和計算的基礎上，針對無線無源溫度測量的實際需求，選擇具有良好壓電性能的64°YX切鈮酸鋰作為制作的SAW溫度傳感器的壓電襯底材料，選擇結構簡單且信號傳輸性能良好的單端口諧振器型結構作為傳感器的原型結構。<

3、br>　　其次，通過采用不同的器件參數，設計了多種不同結構的溫度傳感器件。主要采用變跡加權的方法對器件結構進行改良以得到良好的器件頻率響應特性。設計完成的器件借助于微電子加工中的光刻-剝離工藝技術進行制作。由于變跡加權設計給器件的制作過程中的光學光刻 MASK的設計帶來的困難，本文開發(fā)了一種新型的基于MATLAB-cif-Ledit流程的版圖設計方法，這種方法能夠準確而快速的生成版圖文件。
　　再次，借助網絡分析儀和相應的溫度測試

4、平臺分別對SAW溫度傳感器件常溫下的頻率響應特性以及設定的溫度區(qū)間內器件的頻率-溫度特性進行測試研究。
　　最后，根據這些研究結果，分析總結了器件參數的變化對聲表面波器件頻率特性的影響，概述如下：
　?。?）變跡加權設計能有效提高器件的旁瓣抑制能力,但是同時也會增加主瓣寬度；
　?。?）采用變跡加權設計時，若器件中取消假指則會使器件中聲表面波的波陣面發(fā)生畸變,但是相比有假指的器件,無假指器件具有更低的旁瓣電平；