声表面波器件模拟与仿真

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Kenya Hashimoto 国防工业出版社
22周期性栅阵中波的特性… 22l布拉格反射 7 222能量存储效应 223Faby- Perot谐振器 23等效电路分析 3.1等效电路分析 23,2反射特性与参数的函数关系 24金属栅 41基本特性. 242SAW频散特性 24.3近似计算频散特性 参考资料 第三章叉指换能器 3.1基本原理 3L.1双向叉指换能器 312单向叉指换能器…. 32静态特征 321电荷分布 322机电耦合系数 323单元因子 324复杂的电极结构 325IT边界效应 33DT模型 331丽函数模型 332等效电路模型 333其它模型 34外电路的影响 341概述 34.2史密斯囿图和阻抗匹配 6.3.5 La Gas Si014 200 64薄膜… 参考资料 第七章耦合模型论 208 71基本原理 208 71.!共线耦合 208 7.1.2周期性栅阵的COM理论 213 13激励 218 72SAW器件的COM理论 218 7 推导 218 722其它形式的COM方程 221 723包括电极电阻的COM方程 724举例 224 73计算COM参数 73.1微扰理论 732波分析理论 235 7.33多指⑩T的COM理论分析 74COM模拟器 74ISAW器件模拟 74.2包括外电路的SAW器件模拟 743模拟结果 参考资料 257 第八章SH型SAW器件模拟 258 81SH型SAW的物理性质 81.1引言 258 812SAW在基片表面上的传播和激励 259 813SAW在栅阵中的激励和传播… 264 814DT的电学特性 267 X 51单端诸振器 135 51.1引言 135 512 Fabry- Perot模型 52假响应 521波束衍射和横向模 142 522横向模分析 523体声波辐射效应 53双端SAW谐振器 154 531概述 53.2 Fabry- Perot模型 533双模谐振器型滤波器 158 534串联谐振器型滤波器 54阻抗元件滤波器 54.IT形滤波器 542X形滤波器 166 543梯形滤波器 参考资料 176 第六章基片材料的选择 178 61基片材料和器件特性 178 6I.Ⅰ定向 612基片材料和电极材料的影响 179 62用有效介电常数计算声学特性 621有效介电常数 622有效介电常数的近似表达式 63单晶 631石英 6.3.2 LiNbo 192 6.5.3 LiTao 634Li2B4O? XIV B21单电极栅阵的Bl@ kjaer理论 B22斜向传播时的 Wagner理论… 324 B.23双电极栅阵的Aok理论 325 B,24多电极栅阵 B3有限膜厚金属栅的分析方法 333 B31有限元法 B32 BI tekjaer推广理论的应周 336 B4栅阵中声波的激励和传播 340 B41栅阵的有效介电常数 340 B42离散格林函数的计算 343 B43。数模型 B44无限长IDT 347 参考资料 349 XIII 815背向散射BAW的影响 8156栅边界的影响… 82SH型SAW器件的COM理论 82推导COM参数 8.22器件模拟 276 823瑞利波的COM参数 83近似频散关系的推导 288 83. I Plessky频散关系的推导 288 832 Abbott频散方程的推导 289 参考资料 .292 附录A声波物理学基础 294 A固体的弹性形变 A2压电效应 A3声表面波SAW) A4有效声导纳矩阵和有效介电常数 A56mm最体的声波特性 310 A.5.16mm晶体中的瑞利波 A526mm晶体中BGS波的有效介电常数 A.5.36mm晶体的有效声导纳矩阵 314 A6声波的激励 315 A.6.l积分路径 A.62静电耦合 316 A.63BGS波的激励 316 A.64SSBW的激励, 318 参考资料 319 附录B声波在栅阵中传播特性的分析方法 320 B1概述 320 B.2金属栅中的B1 tejar理论及其推广 第一章体声波和声表面波 这章介绍声波,包括声表面波( Surface acoustic Wave, SAW),在不同介质中的激励、检测和传播。我将尽可能简单地解 释它们的物理学原理,不过对于那些把声表面波器件看成电子元 器件的读者来说,这部分内容还是有些难度。读者不要略过这 章,它是后面几章的理论基础 11体声波 1.1.1固体中的弹性波 体声波( Bulk Acoustic Wave,BAW是在固体中传播的弹性 波,分为纵波和横波,如图11(a)和1.(b)。纵波又称为压缩波, 横波又称为剪切波 传播方向 传播方向 图11固体中的体声波 (a纵波;(b)横波。 枏速是波阵面的传播速度,即使在各向同性传播介质中,纵 波和剪切波的相速也是不同的。纵波的相速V和剪切波的相速V 分别为1 1.1) (1.2) 这里c是介质的弹性娳度常数,P是物质密度。在传播过程中纵 波会引起介质体积的改变,剪切波则不会。通过质点位移方向即 波的偏振方向可以把纵波和剪切波区别开,纵波的偏振与传播方 向平行,剪切波的偏振与传播方向垂直。 弹性波在传播过程中振幅会衰减,下面是引起衰减的几个原 (I)传播介质内部不均匀引起的散射损耗。这种损耗一般与 温度无关,是由传播介质材料决定的。这种衰减在大部分多晶材 料中都会发生。 (2)晶格振动引起的相于波散射损耗。这种损耗甚至存在于 理想晶体中,并随温度的增加而增加。 3)热扩散引起的能量转移和体积变化引起的温度变化。剪 切波在传播过程中不会引起传播介质的体积变化,这种衰减损耗 只发生在纵波中。 当波长与散射微粒的大小可比拟时,振幅衰减变得十分明显 这说明声波衰减随着频率的增大而增大。因此,为降低传播损耗, 使用传播速度快的介质材料效果会好一些。 压电材料广泛用于弹性波的激励和检测。由于压电材料各向 异性,弹性波的性质与它的传播方向和偏振方向有关。以普通的 NaCl为例:NaC是立方体结构,就像层叠放置的小方块,显然 当小方块受到垂直于表面的应力和受到面对角线方向的应力时 产生的弹力是不同的。受到斜应力时,拉伸应力会引起剪切应变, 1剪切应力会引起压缩应变。这就意味着,各向异性材料的大多 数传播方向并不存在纯纵波和纯剪切波,这两种波相互耦合成准 纵波和准剪切波,它们的偏振方向分别近似与传播方向平行和垂 直。一般地,准纵波比两种剪切波的波速都快。 剪切应变的弹力与质点运动方向有关,因此存在快剪切波和 慢剪切波两种准剪切波,从名称就可以知道它们有不同的相速和 偏振方向。一般地,在特定的方向上存在着三种彼此独立的声波 它们的偏振方向互相垂直,与传播介质的各向异性无关 研究声速在基片不同方向上的变化情况十分重要,这将在第 七章中详细讨论。如果用图表的形式表示这种变化关系,惯例是 给出速度的倒数,即慢波S(S=V-),这是因为多数分析结果依 赖于波数(B=mS,是角频率),而波数与慢波成正比 图1.2是硅01)面上慢波S与传播方向的函数关系图。快剪 切波沿《001>方向偏振,相速与传播方向无关,它的慢波面构成 个圆。慢剪切波和纵波的传播速度随传播方向的改变而改变,在 110方向上慢剪切波更慢,纵波则更快。这个慢波面具有与硅晶 体结构对称性相关的四重对称性。 SS 00→ FS:快剪切波 Ss:慢剪切波 L:纵波 图12Si01)面的慢波面图(每格为1×10sm) 图13是TeO2001)面的慢波面。TeO2有很强的各向异性,体 声波的波速随传播角度不同有很大差异。纵波和剪切波的波速在 〈100>方向上几乎相同,但剪切波的波速在(110方向上减小到 650m/s。因为波速很慢,TeO2常用于延迟线和声光器件中时 不仅TeO2,4mm晶系中立方体结构的各种单晶,如TO2和

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怀土小人 vely good
2019-07-19
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whereismyblood 讲的很详细,相当不错
2017-12-11
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qq251 这个资料不适合初学者
2016-06-06
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ysq1207 支持一下,好资源!
2015-10-11
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ceolacch 这本书对声表面波的原理及相关传感器的工作原理讲解非常充分,对学习和科研很有理论意义!推荐!国内关于这方面的书籍少,这是一本好书。
2015-05-08
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365个故事 支持啊,免费
2015-04-01
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yuntao_2011 内容很全面,很有参考价值,但是不适合初学者
2015-02-06
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horizon2000 支持一个,这个资料有点难度的
2015-01-26
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longxinli 就找这本书,学习一下
2014-06-27
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boyeexie 不错的一本书,是研究声表面波的基础书
2014-05-26
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