無線無源聲表面波器件與傳感器系統(tǒng)的研究
發(fā)布時(shí)間：2021-12-30 14:18
聲表面波（Surfaceacousticwave,SAW）器件基于材料的壓電效應(yīng),通過叉指換能器的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電信號(hào)和聲表面波信號(hào)的相互轉(zhuǎn)換。聲表面波信號(hào)在壓電襯底表面?zhèn)鬏?其傳輸特性受周圍環(huán)境的影響,因此SAW器件被廣泛用作溫度、濕度、應(yīng)力、應(yīng)變等物理量傳感器,若在聲表面波的傳輸路徑上放置化學(xué)敏感膜,則SAW器件也可以用來作為化學(xué)或生物傳感器。聲表面波傳感器具有無線無源的特性,能夠適應(yīng)多種復(fù)雜惡劣環(huán)境,在高溫、高速、高壓等極端場(chǎng)景中有著獨(dú)特的應(yīng)用前景。此外,聲表面波傳感器還可以實(shí)現(xiàn)射頻編碼的功能,能集傳感和標(biāo)簽識(shí)別功能為一體,實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)實(shí)時(shí)感知。無線無源聲表面波傳感器及系統(tǒng)已成為近年來的研究熱點(diǎn),具有廣泛的實(shí)用價(jià)值。本文闡述了 SAW傳感器件的原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn),以及制備工藝。對(duì)諧振型和延遲線型兩類結(jié)構(gòu)的SAW傳感器進(jìn)行了理論設(shè)計(jì)與有限元仿真分析,并進(jìn)行了實(shí)際制備及性能測(cè)試,結(jié)果顯示諧振型SAW器件Q值約為1760,而延遲線性SAW器件能夠?qū)崿F(xiàn)8位編碼功能,符合設(shè)計(jì)預(yù)期。在此基礎(chǔ)上,對(duì)SAW傳感器的閱讀器系統(tǒng)進(jìn)行了分析和研究,提出了基于FPGA和功率檢波技術(shù)的系統(tǒng)方案,設(shè)計(jì)了 PCB電路,測(cè)試...
【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：90 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１傳感器按照信號(hào)傳輸和供能方式的分類??
?第一章背景與應(yīng)用??通過使用叉指換能器（ＩｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ，ＥＤＴ）的結(jié)構(gòu)，如圖１．２，可以完成電磁波信號(hào)和??聲波信號(hào)的直接轉(zhuǎn)換。這一發(fā)現(xiàn)給聲表面波器件奠定了理論基礎(chǔ)。在之后的研究中，隨著壓電??材料和半導(dǎo)體工藝等技術(shù)的進(jìn)步，聲表面波器件技術(shù)飛速發(fā)展。二十世紀(jì)八十年代，無線無源??聲表面波傳感器開始被提出和研究［６］。??圖１．２叉指換能器的結(jié)構(gòu)??聲表面波傳感器有很多優(yōu)勢(shì)：在傳感原理方面，聲表面波傳感器的傳感信號(hào)變化過程直觀??和簡單，這樣的變化過程容易被檢測(cè)到；在器件制作方面，聲表面波傳感器的工藝技術(shù)和半導(dǎo)??體工藝技術(shù)相兼容，便于制作。??聲表面波傳感器因器件上反射柵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（如圖１．３所示），使其既可以作感知傳感器，??又可以作標(biāo)識(shí)傳感器。所以聲表面波傳感器技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的感知與標(biāo)識(shí)技術(shù)中，可以發(fā)揮??重要的作用［７］。??／換能器?
?第一章背景與應(yīng)用??通過使用叉指換能器（ＩｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ，ＥＤＴ）的結(jié)構(gòu)，如圖１．２，可以完成電磁波信號(hào)和??聲波信號(hào)的直接轉(zhuǎn)換。這一發(fā)現(xiàn)給聲表面波器件奠定了理論基礎(chǔ)。在之后的研究中，隨著壓電??材料和半導(dǎo)體工藝等技術(shù)的進(jìn)步，聲表面波器件技術(shù)飛速發(fā)展。二十世紀(jì)八十年代，無線無源??聲表面波傳感器開始被提出和研究［６］。??圖１．２叉指換能器的結(jié)構(gòu)??聲表面波傳感器有很多優(yōu)勢(shì)：在傳感原理方面，聲表面波傳感器的傳感信號(hào)變化過程直觀??和簡單，這樣的變化過程容易被檢測(cè)到；在器件制作方面，聲表面波傳感器的工藝技術(shù)和半導(dǎo)??體工藝技術(shù)相兼容，便于制作。??聲表面波傳感器因器件上反射柵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（如圖１．３所示），使其既可以作感知傳感器，??又可以作標(biāo)識(shí)傳感器。所以聲表面波傳感器技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的感知與標(biāo)識(shí)技術(shù)中，可以發(fā)揮??重要的作用［７］。??／換能器?
本文編號(hào)：3558370
【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：90 頁
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１傳感器按照信號(hào)傳輸和供能方式的分類??
?第一章背景與應(yīng)用??通過使用叉指換能器（ＩｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ，ＥＤＴ）的結(jié)構(gòu)，如圖１．２，可以完成電磁波信號(hào)和??聲波信號(hào)的直接轉(zhuǎn)換。這一發(fā)現(xiàn)給聲表面波器件奠定了理論基礎(chǔ)。在之后的研究中，隨著壓電??材料和半導(dǎo)體工藝等技術(shù)的進(jìn)步，聲表面波器件技術(shù)飛速發(fā)展。二十世紀(jì)八十年代，無線無源??聲表面波傳感器開始被提出和研究［６］。??圖１．２叉指換能器的結(jié)構(gòu)??聲表面波傳感器有很多優(yōu)勢(shì)：在傳感原理方面，聲表面波傳感器的傳感信號(hào)變化過程直觀??和簡單，這樣的變化過程容易被檢測(cè)到；在器件制作方面，聲表面波傳感器的工藝技術(shù)和半導(dǎo)??體工藝技術(shù)相兼容，便于制作。??聲表面波傳感器因器件上反射柵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（如圖１．３所示），使其既可以作感知傳感器，??又可以作標(biāo)識(shí)傳感器。所以聲表面波傳感器技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的感知與標(biāo)識(shí)技術(shù)中，可以發(fā)揮??重要的作用［７］。??／換能器?
?第一章背景與應(yīng)用??通過使用叉指換能器（ＩｎｔｅｒｄｉｇｉｔａｌＴｒａｎｓｄｕｃｅｒ，ＥＤＴ）的結(jié)構(gòu)，如圖１．２，可以完成電磁波信號(hào)和??聲波信號(hào)的直接轉(zhuǎn)換。這一發(fā)現(xiàn)給聲表面波器件奠定了理論基礎(chǔ)。在之后的研究中，隨著壓電??材料和半導(dǎo)體工藝等技術(shù)的進(jìn)步，聲表面波器件技術(shù)飛速發(fā)展。二十世紀(jì)八十年代，無線無源??聲表面波傳感器開始被提出和研究［６］。??圖１．２叉指換能器的結(jié)構(gòu)??聲表面波傳感器有很多優(yōu)勢(shì)：在傳感原理方面，聲表面波傳感器的傳感信號(hào)變化過程直觀??和簡單，這樣的變化過程容易被檢測(cè)到；在器件制作方面，聲表面波傳感器的工藝技術(shù)和半導(dǎo)??體工藝技術(shù)相兼容，便于制作。??聲表面波傳感器因器件上反射柵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（如圖１．３所示），使其既可以作感知傳感器，??又可以作標(biāo)識(shí)傳感器。所以聲表面波傳感器技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的感知與標(biāo)識(shí)技術(shù)中，可以發(fā)揮??重要的作用［７］。??／換能器?
本文編號(hào)：3558370
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