基片表面力負(fù)載對(duì)SAW諧振器的特性影響分析.pdf

1、聲表面波在壓電基片表面?zhèn)鞑ィ?dāng)外界物理量(如溫度、壓力、磁場(chǎng)、電場(chǎng)、氣體等)引起基片的物理特性變化時(shí)，將引起聲表面波傳播特性(如波速、損耗等)發(fā)生改變。為了研究基片表面力負(fù)載對(duì)SAW諧振器性能的影響，本文進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。
　　本文的研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾方面：
　?、俳榻B了聲表面波技術(shù)的發(fā)展歷史以及聲表面波器件的分類和特點(diǎn)；闡述了聲表面波傳感器的發(fā)展、分類及特點(diǎn)；分析了單端口聲表面波諧振器的物理構(gòu)成及其傳感機(jī)理。<

2、br>　?、趶膲弘娋w的運(yùn)動(dòng)方程和壓電本構(gòu)方程出發(fā)，根據(jù)無外力作用時(shí)的壓電耦合波方程，采用傳統(tǒng)格林函數(shù)法對(duì)無外力作用時(shí)的SAW速度進(jìn)行了求解。當(dāng)有外力作用在壓電基片表面時(shí)，將引起壓電基片的彈性常數(shù)、壓電常數(shù)和介電常數(shù)等材料參數(shù)變化，因此將有效材料常數(shù)作為力負(fù)載的函數(shù)，推導(dǎo)出有外力作用時(shí)的壓電耦合波方程。根據(jù)廣義格林函數(shù)法和有外力作用時(shí)的壓電耦合波方程推導(dǎo)了基片表面有外力作用時(shí)聲表面波速度的求解方法。根據(jù) SAW諧振器諧振頻率的計(jì)算公式，

3、可以求出表面力負(fù)載與SAW諧振器的諧振頻率之間的變化關(guān)系。
　?、蹫榱搜芯勘砻媪ω?fù)載對(duì)SAW諧振器性能影響，進(jìn)行了將質(zhì)量塊通過力傳遞機(jī)構(gòu)分別產(chǎn)生沿垂直和平行于SAW傳播方向分布的力加載在基片表面的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中采用網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)SAW諧振器的諧振頻率和Q值進(jìn)行了測(cè)量。對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)基片底面固定時(shí)，SAW諧振器諧振頻率的變化與外力的大小近似成線性關(guān)系，與力的分布方式?jīng)]有明顯的關(guān)系，這與數(shù)值計(jì)算結(jié)果相符合。通過對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)中Q值的變