抽指单加权延迟线型SAW压力传感器的设计文献综述

文献综述

现状与趋势：

随着物联网概念的提出、智能电网的建设和发展，传感器和传感技术的研究也越来越受到人们的重视。声表面波技术是声学和电子学相互交融的一门新兴的边缘学科。基于声表面波原理的声表面波传感器，由于具有无源无线、抗干扰能力强、微型化等特点，使其在高温高压、易燃易爆、强电强磁、高速运动等特殊场合的应用，有着无可比拟的优势。叉指换能器是声表面波器件的核心部件，对声表面波无源无线温度传感器的研究工作主要集中于对叉指换能器性能的改善，即如何提高换能器的Q值增加储能能力、抑制频率响应的旁瓣提高传感器的可靠性等；作为影响传感器性能的重要因素之一，基片材料的选择直接关系到声表面波传感器的灵敏度、测量精度、稳定性等各项性能。比如卢小荣（导师：刘文）的《无源无线声表面波温度传感器及应用方案设计》中针对以上情况，他做了以下一些相关的工作：（1）研究分析了声表面波技术和声表面波温度传感器的发展历史与现状、传感原理和在各领域应用的可能性等。（2）理论研究了声表面波温度传感器的核心部件—叉指换能器的几何结构对其工作性能的影响，仿真分析了各种加权函数对提高叉指换能器Q值和抑制频率响应旁瓣的作用。（3）在分析了压电材料的特性参数对声表面波的传播特性的影响的基础上，选取了一种Y切的石英晶体作为他中声表面波温度传感器的基片材料。（4）在理论研究和仿真分析的基础上，设计并制作了基于Hamming函数对叉指换能器的指长进行变迹加权的声表面波温度传感器，利用网络分析仪、温度循环试验箱等仪器测试了传感器的相关性能。（5）搭建无源无线测温硬件和软件环境，测试了所设计的声表面波温度传感器的工作性能，根据测试结果提出了传感器及其系统在电力系统温度状态检测中应用的可能。他分析了多种可能性，研究其中相关应用价值。

而我的课题是研究与抽指单加权相关的声表面波压力传感器，有很多相关文章描述了抽指单加权相关应用，例如章安良( 徐方迁； 朱大中)的《基于遗传算法的抽指加权叉指换能器进化设计》一文中提出了与生物学相关的应用。他们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。还有唐凯全（武以立； 王敦平）的《抽指加权叉指换能器(IDT)的计算机辅助设计》一文中对抽指加权换能器进行了计算机辅助设计,提出了抽指加权IDT的计算机辅助设计程序,设计了中心频率为69MHz的SAW叉指换能器,计算了理论频响,其旁瓣抑制达到42分贝更多还原。此外还有许多与之相关的应用，就不一一列举了。

意义与价值：

本课题设计的是声表面波压力传感器的其中一种，设计出来的声表面波压力传感器更加精确，完善，应用方面更加广泛，本课题利用了是小波函数，考虑输入、输出对其的影响，比以前只考虑其输入的影响更加精确，采用抽指单加权的方法，就是抽去部分叉指电极的方法对叉指换能器进行加权，这样的做法能够实际上消除叉指换能器的衍射畸变，可以减少叉指换能器的电气和质量负荷产生的畸变，最重要的是输入和输出换能器能同时进行加权。本题设计可以利用窗口函数技术或者数字傅里叶变换技术综合声表面波带通滤波器，这样的可以提供更多的选择，可以对两种方法进行比较，选择出最适合的方法。

参考文献

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