具有周期性電極的有限彈性體中聲表面波的二維分析.pdf

1、在聲表面波諧振器分析和設(shè)計中，考慮復(fù)雜結(jié)構(gòu)因素影響的波速是一個非常重要的性能參數(shù)。Rayleigh最早求得了聲表面波在半無限大各向同性材料中傳播的波速，以后的研究大多沿用這樣一個簡化的半空間模型。我們知道，聲表面波諧振器實際上是覆蓋有叉指換能器(Interdigital Transducers, IDTs)形式分布的周期性電極的有限大壓電彈性體。因此，用簡化的半空間模型來研究聲表面波在這樣一種復(fù)雜結(jié)構(gòu)中的傳播特性是不夠精確的。本文運用聲

2、表面波二維理論來精確分析聲表面波在覆蓋有周期性電極的有限彈性體中的傳播問題。 本文首先將聲表面波二維理論推廣到覆蓋有均勻電極層的各向異性有限彈性體中。由于電極層的厚度很小，可以假定基體和電極層中具有相同的位移形式。在覆蓋有電極層的有限彈性體中的傳播的聲表面波也可以近似看成是基體中的彈性波，所不同的是前者由于電極層的存在而使彈性常數(shù)和密度由于進行相應(yīng)的等效修正而發(fā)生變化。我們把經(jīng)修正后的彈性常數(shù)和密度代入未覆蓋電極層的有限彈性體中

3、的二維方程中所求得的聲表面波波速等同于覆蓋有電極層的有限彈性體中的聲表面波波速。通過研究，我們發(fā)現(xiàn)聲表面波波速隨著彈性體長度的增大而減小。 最后我們對覆蓋有周期性電極的各向同性以及各向異性有限彈性體中的聲表面波傳播特性進行了分析。選取一個周期作為計算單元，運用聲表面波二維理論對覆蓋電極區(qū)域以及未覆蓋電極區(qū)域分別求解，并引入連續(xù)性邊界條件以及周期性邊界條件。這樣我們就可以求得聲表面波在覆蓋有周期性電極的有限彈性體中的傳播特性。通過