压电与声光最新期刊目录
用于N77频段的高优值S0兰姆波声表面波谐振器仿真与制备————作者：蔡乔;帅垚;彭斌;吴传贵;潘忻强;张万里;
摘要：N77频段对声表面波滤波器提出了大带宽、低损耗等要求，但使用低声速声学模态以及单层功能层衬底结构的谐振器无法同时实现高频、宽带的目标，因此提出了基于X-37°Y铌酸锂薄膜与SiO2/Ta2O5布喇格反射层设计，并制备了固态装配型的声表面波谐振器。首先确定谐振器的工作模态为高相速度S0兰姆波，通过仿真各层薄膜厚度...
石英基极窄带声表面波滤波器的横向模式抑制研究————作者：冷俊林;肖强;陆川;董加和;陈文远;谢晓;金巧;杜雪松;汪红兵;
摘要：针对通信和电子对抗系统中对极窄带SAW滤波器的需求，选用AT-石英作为压电材料设计SAW滤波器，为满足相对带宽小于1‰的要求，采用纵向耦合型双模（DMS）滤波器拓扑结构进行了优化设计。而后，研究了对AT-石英基极窄带SAW滤波器通带和高端过渡带产生的横向模式杂波的抑制，采用指条电极末端加厚的Piston结构，通过有限元仿真建模优化实现了横向模式的抑制。最后通过实验对比了横向模式优化前后的测试曲线，...
基于矢量阅读器的声表面波传感器频率估计优化————作者：卢铭瑞;徐静宁;蔡飞达;张勇斌;赵万生;
摘要：在进行无线无源声表面波（SAW）传感器测量时，谐振频率估计的稳定性不佳会限制声表面波阅读器测量系统的性能。为提高频率估计的稳定性，基于传统功率谱频率估计方法引入了相位检波技术，设计了一种矢量阅读器架构以获取矢量频谱，并提出了一种结合相位测量和滤波处理的优化方法。该方法采用逆快速傅里叶变换（IFFT）和有限冲激响应（FIR）滤波方法提升回波信号的信噪比，并结合多种模型拟合方法，针对不同峰型特征的谐振...
用于土壤温湿度检测的声表面波标签天线设计————作者：薛昕烁;陈智军;张烁;周鹏;王帅;
摘要：天线设计是实现基于无线无源声表面波标签的土壤温湿度检测的重要环节。为实现对同一表面位置不同深度处土壤温湿度的并行检测，多个标签需采用时分与频分多址的方案。对此设计了层叠式双频圆极化微带天线及一分四T型微带功分器，天线的不同贴片对应不同谐振频率，通过切角实现圆极化；功分器采用微带线设计减小了高频段电阻效应及耗散功率问题。使用HFSS软件进行仿真优化，制作实物并结合矢量网络分析仪进行测试。测试结果表明...
P波段窄带高抑制选频组件性能优化的研究————作者：龚旭;杨桃均;李亚飞;蒲志勇;张伟;
摘要：直插封装（SC04-06）滤波器装配工艺复杂，引脚修剪长度和装配过孔等影响端口阻抗，导致产品一致性差，不利于选频组件批量生产。表面贴装封装（SMD0705B）滤波器的体积小，装配工艺简单，但存在阻带抑制不佳问题。利用三维电磁软件对选频组件的核心声表面波（SAW）滤波器进行仿真，通过仿真结果和实物对比，验证了滤波器封装对阻带抑制的影响。提出对SMD0705B封装滤波器增加屏蔽罩的方法，实现了P波段窄...
基于Wi-Fi频段的宽带电磁能量收集超表面————作者：江志豪;林飞宏;陈家伟;徐霆锋;严仲明;王豫;周洪澄;
摘要：提出了一种用于Wi-Fi频段电磁能量收集的宽带电磁整流超表面。超表面单元尺寸为34 mm×34 mm×5 mm。所选用的肖特基二极管不仅能将射频电磁能量整流成直流能量，而且利用其在高频电路下的非线性、高阻抗特性可实现空间波阻抗与超表面之间的直接阻抗匹配，省略了复杂的匹配电路，增加了其工作带宽。之后再通过背面的滤波电路将直流电磁能量输出到负载实现能量收集的功能。中心对称的结构保证其可收集空间中任意极...
柔性7 nm BaTiO3铁电隧穿结的电学性质研究————作者：王琦;方曾远;韦春树;刘兴鹏;
摘要：铁电隧穿结器件因其功耗低、响应快及数据读写稳定等特点在非易失性存储器研究领域备受关注。为进一步提高铁电存储器性能,采用脉冲激光沉积技术,通过优化BaTiO3的生长条件,在柔性云母衬底上制备出了7 nm厚度的BaTiO3铁电隧穿结器件,并对其电学性质进行研究。研究发现柔性7 nm BaTiO3铁电隧穿结表现出明显的阻变特性,I-V测试...
3-2-2新型压电复合材料的有限元仿真————作者：黄仁海;夏丽莉;王宏伟;杨鹏飞;兰宇丹;
摘要：为了提升发射电压响应和机电耦合系数以提高压电性能，基于1-3型压电复合材料设计了一种3-2-2陶瓷-空气-聚合物新型复合材料。通过分析压电陶瓷阵列的理论机电特性，结合有限元仿真软件对敏感元件进行建模和物理场计算，确定敏感元件的发射电压响应和谐振频率，并对比不同尺寸对应的频率差异以确定聚合物最优尺寸。实验结果表明，相对于传统1-3型压电复合材料，3-2-2型新型复合材料换能器的机电耦合系数提高了0....
面向气体绝缘设备故障检测的高灵敏SO2光声气体传感器————作者：周阳;李尚志;袁宇鹏;董磊;崔茹悦;薛积禹;申晓雯;武红鹏;
摘要：针对气体绝缘开关设备（GIS）中二氧化硫（SO2）浓度高灵敏度检测的需求,设计并构建了一种基于LD泵浦全固态调Q激光器的紫外光声气体传感器。该传感器以中心波长为266 nm、发射功率高达36.93 mW的紫外激光器为光声信号激励光源,采用体积仅0.39 mL的非共振光声池对微弱光声信号进行放大增强,最终通过检测光声信号实现对SO2浓度的在线反演。通过优化...
双图案化技术制备声表面波滤波器的工艺路线————作者：季鸿雨;郭俊寒;于海洋;张玉涛;史向龙;孟腾飞;
摘要：研究了声表面波滤波器的光刻工艺。通过双图案化技术将一套密度高且复杂的芯片图形拆分成两套分立的、密度低且简单的图形。通过双重曝光技术先后将占空比差异较大的两组叉指电极曝光在同一层光刻胶中，降低了光刻工艺的复杂程度，提高了芯片图形的光刻质量。芯片的性能与仿真结果一致
空气隙型横向激励薄膜体声波滤波器工艺研究————作者：舒平;李桦林;梁柳洪;谭发曾;冷峻林;陈兴;
摘要：随着通信技术的发展，对射频前端滤波器的高频化和小型化需求愈发强烈。横向激励薄膜体声波滤波器（XBAR）是一种适用于高频应用的器件，其中空气隙型XBAR因结构设计而在高频段表现出优异的性能。通过研究空气隙型XBAR的制作工艺与结构特点，研制出空气隙型横向激励薄膜体声波滤波器芯片样品。基于探针测试，该滤波器芯片样品的顶部插入损耗为1.27 dB，通带带宽为808 MHz，通带相对带宽为15.9%。这对...
压电晶圆厚度对声表面波器件性能的影响及改进方法研究————作者：何成勇;褚梦群;谭发曾;胡明浪;谭瑞;陈文远;张幸;罗鸿飞;肖强;
摘要：钽酸锂（LiTaO3,LT）为目前声表面波（SAW）滤波器普遍采用的压电晶圆之一。为控制SAW滤波器的制造成本和体积，制造时通常会采用更薄、价格更低的0.25 mm厚的LT替代原来0.35 mm厚的晶圆。然而，在滤波器设计结构相同的情况下，相较于0.35 mm厚的LT，采用0.25 mm厚LT的SAW滤波器性能有所降低。针对该问题，首先建立了含封装粘片胶的电磁仿真模型，分别仿...
具有布喇格反射层谐振器带内横模抑制结构设计————作者：李磊;帅垚;李金晔;范维;吴达豪;罗文博;吴传贵;张万里;
摘要：研究了基于X切铌酸锂材料且具有布喇格反射层结构的谐振器，通过有限元（FEM）仿真模拟计算了面内旋转角和Al电极厚度对机电耦合系数、相速度和阻抗比的影响。搭建三维有限元（3D FEM）结构探究了谐振器带内的横向模式与半周期的关系，并对比了两种小锤结构对横向模式的抑制作用，小锤结构无法对SMR谐振器的横向模式进行有效抑制。设计了3种加权谐振器结构，分别是加权无假指、加权有假指和加权有小锤。实验对比了普...
基于陶封微波收发组件的高效清洗工艺方法研究————作者：廖雯;黄义炼;吉垚;文鹏;
摘要：陶封微波收发组件内部裸芯片较多，为高效清理其调试后的内部异物残留，提升该类产品生产质量及效率，介绍了一种通过等离子清洗活化芯片表面后再进行二流体清洗的组合式清洗工艺。经理论分析及实验测试，结果表明，相较于传统的人工清理方法，该工艺可高效去除产品内部的异物而不产生负面影响，清洗效率提升了22倍，清洗后的产品满足微电子器件实验方法与程序（GJB548C-2021）的各项工艺要求，为复杂内腔环境的微波收...
阶梯型宽带微带天线的设计仿真————作者：胡万山;徐艳红;崔灿;刘子雄;
摘要：针对现代通信系统天线的高宽带、高定向性需求，提出了在双层微带贴片上开阶梯型槽并采用微带线耦合馈电方式扩展带宽，研究了不同等分阶梯数对天线带宽的影响。采用电磁仿真软件HFSS对天线参数进行仿真和优化，最终确定上层贴片使用四等分阶梯设计，下层贴片使用六等分阶梯设计。仿真结果表明，天线在7.2～12.6 GHz（相对带宽54%）范围内的S11<-10 dB
收发一体平面圆型换能器的研究————作者：刘婷;夏丽莉;王宏伟;兰宇丹;
摘要：采用圆盘换能器嵌圆环换能器的方式设计了收发一体的平面圆型换能器，其外部圆环换能器发射信号，内部圆盘换能器接收反射信号。分别对负责发射和接收的两个换能器的谐振频率进行理论分析，理论推导了圆盘换能器的接收灵敏度计算公式。利用有限元仿真软件确定内部圆盘水听器（接收换能器）的厚度，并调整其半径以改变面积比，从而分析了不同面积比对收发性能的影响。结果表明，当面积比为0.2时，该收发一体换能器的最大发送电压响...
压电粘滑驱动的回退抑制及切换控制研究————作者：孟令伟;皇甫乐晓;吕阳;王顺顺;崔玉国;杨依领;
摘要：针对压电粘滑驱动中的位移回退及“粗-精”切换扰动问题，首先利用拱形驱动单元、柔性调节机构和输出台等构建压电粘滑平台，建立包含电路、机械与摩擦特性的系统动力学模型；然后将驱动单元分为驱动组和防回退组，利用定子配合法实现粘滑位移的回退抑制，同时采用开关自锁逻辑回路与时间标记过渡函数，设计面向“粗-精”定位的平滑切换控制策略，提高粘滑运动模式切换的稳定性和效率；最后搭建实验测试系统进行验证，结果表明，与...
基于腔体SOI的CMUT工艺方法及性能研究————作者：曾祥铖;陈佳琪;孙佳丽;王任鑫;贾利成;杨玉华;
摘要：针对目前水下超声检测对超声探头结构尺寸、灵敏度及可靠性等方面的更高要求，提出了一种基于腔体绝缘体上硅工艺设计并制备微小电容式微机械超声换能器（CMUT）的方法，并通过封装完成了CMUT电学性能测试以及水下性能表征。测试结果表明，此方法制备的CMUT具有更高的良品率与一致性，且其发送电压响应级为169.03 dB、接收灵敏度为-211.31 dB、相对带宽为121%，表现出优异的灵敏度特性与指向性（...
可重复使用的超敏快速有机磷压电传感技术————作者：翁嘉楠;吴伟;朱波;
摘要：有机磷化合物的过度使用引发严重的环境污染问题。研究表明，即使环境中的残留浓度远低于现行安全阈值，但这类化合物仍可引发各种神经系统疾病，对人类健康构成长期威胁，而研发高灵敏度、高选择性以及能快速响应的化学传感器势在必行。该文通过分子设计提高材料对分析物的传感选择性；通过电化学原位聚合获得高比表面积的材料界面，提高传感灵敏度；通过动力学拟合计算优化传感条件，提高传感响应速率并赋予其重复使用特性。最终在...
基于克里金模型的压电位移放大机构优化设计————作者：朱元珅;石明辉;陈江义;沈鹏;
摘要：设计了一种以叠层型压电陶瓷驱动、基于三角形放大原理的压电位移放大机构，并采用有限元方法对其静、动态性能进行仿真分析。为优化机构性能，以位移放大比和结构刚度最大化为目标，考虑尺寸参数对性能的影响，利用最优拉丁超立方生成设计空间样本点并进行有限元计算。基于计算结果和克里金算法建立优化目标的代理模型，使用非支配排序遗传算法获得最优解集。优化结果表明，位移放大比较初步设计时提升了17.4%，刚度提升了5....
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