声表面波器件模拟与仿真PDF电子书下载

第一章 休表波和声表面波 1

1.1 体声波 1

1.1.1 固体中的弹性波 1

1.1.2 波矢和群速 4

1.1.3 边界上体声波的特性 5

1.1.4 衍射 8

1.1.5 压电现象 8

1.1.6 迅衰场 11

1.1.7 波导 12

1.1.8 波导界面上的特性 14

1.1.9 开路波导 16

1.2 半无限厚介质中波的传播 17

1.2.1 L波和SV波的激励 17

1.2.2 SH型波的激励 19

1.2.3 漏波 20

1.2.4 漏声表面波和非漏声表面波- 21

1.2.5 浅体声波 22

参考资料 23

第二章 姗 25

2.1 基本结构 25

2.1.1 基本原理 25

2.1.2 反射中心 26

2.2 周期性栅阵中波的特性 27

2.2.1 布拉格反射 27

2.2.2 能量存储效应 31

2.2.3 Fabry-Perot谐振器 32

2.3 等效电路分析 33

2.3.1 等效电路分析 33

2.3.2 反射特性与参数的函数关系 36

2.4 金属栅 41

2.4.1 基本特性 41

2.4.2 SAW频散特性 42

2.4.3近似计算频散特性 44

参考资料 49

第三章 叉指换能器 50

3.1 基本原理 50

3.1.1 双向叉指换能器 50

3.1.2 单向叉指换能器 51

3.2 静太特征 55

3.2.1 电荷分布 55

3.2.2 机电耦合系数 57

3.2.3 单元因子 58

3.2.4 复杂的电极结构 61

3.2.5 IDT边界效应 64

3.3 IDT模型 65

3.3.1 ？？函数模型 65

3.3.2 等效电路模型 70

3.3.3 其它模型 72

3.4 外电路的影响 73

3.4.1 概述 73

3.4.2 史密斯圆图和阴抗匹配 76

3.4.3 能达到的带宽 79

3.5 P矩阵 80

3.5.1 概述 80

3.5.2 用p矩阵分析IDT的特性 82

3.5.3 用p矩阵分析单向换能器的特性 84

3.6 体声波辐射 86

3.6.1 相位匹配条件 86

3.6.2 辐射特性 88

参考资料 91

第四章 横向滤波器 94

4.1 基本原理 94

4.1.1 加权 94

4.1.2 加权IDT的基本特征 98

4.1.3 外电路的影响 100

4.2.1 傅里叶变换 106

4.2 横向滤波器设计 106

4.2.2 雷米兹交换法 110

4.2.3 线性程序设计法 112

4.3 假响应 113

4.3.1 衍射 113

4.3.2 体声波 119

4.3.3 其它寄生效应 123

4.4 低损耗横向滤波器 124

4.4.1 多个IDT结构的低损耗横向滤波器 124

4.4.2 单相单向换能器型横向滤波器SPUDT 127

4.4.3 SPUDT与反射器构成的低损耗横向滤波器 129

参考资料 133

第五章 谐振器 135

5.1 单端谐振器 135

5.1.1 引言 135

5.1.2 Fabry-Perot模型 139

5.2 假响应 142

5.2.1 波束衍射和横向模 142

5.2.2 横向模分析 144

5.2.3 体声波辐射效应 151

5.3 双端SAW谐振器 154

5.3.1 概述 154

5.3.2 Fabry-Perot模型 156

5.3.3 双模谐振器型滤波器 158

5.3.1 串联谐振器型滤波器 163

5.4 阴抗元件滤波器 163

5.4.1 ？形滤波器 164

5.4.2 X型滤波器 166

5.4.3 梯形滤波器 168

参考资料 176

6.1 基本材料和器件特性 178

6.1.1 定向 178

第六章 基片材料的选择 178

6.1.2 基片材料和电极材料的影响 179

6.2 用有效介电常数计算声学特性 183

6.2.1 有效介电常数 183

6.2.2 有效介电常数的近似表达式 189

6.3 单晶 190

6.3.1 石英 190

6.3.2 LiNbO3 192

6.3.3 LiTaO3 195

6.3.4 Li2B4O7 198

6.3.5 La3Ga5SiO14 200

6.4 薄膜 201

参考资料 205

第七章 耦合模型论 208

7.1 基本原理 208

7.1.1 共线耦合 208

7.1.2 周期性栅阵的COM理论 213

7.1.3 激励 218

7.2 SAW器件的COM方程 218

7.2.1 推导 218

7.2.2 其它形式的COM方程 221

7.2.3 包括电极电阻的COM方程 222

7.2.4 举例 224

7.3 计算COM参数 233

7.3.1 微扰理论 233

7.3.2 波分析理论 235

7.3.3 多指IDT的COM理论分析 242

7.4 COM模拟器 248

7.4.1 SAW器件模拟 248

7.4.2 包括外电路的SAW器件模拟 251

7.2.3 模拟结果 253

参考资料 257

8.1 SH型SAW的物理性质 258

8.1.1 引言 258

第八章 SH型SAW器件模拟 258

8.1.2 SAW的基片表面上的传播和激励 259

8.1.3 SAW在栅阵中的激励和传播 264

8.1.4 IDT的电学特性 267

8.1.5 背向散射BAW的影响 269

8.1.6 栅边界的影响 270

8.2 SH型SAW器件的COM理论 271

8.2.1 推导COM参数 271

8.2.2 器件模拟 276

8.2.3 瑞利波的COM参数 285

8.3.1 Plessky频散关系的推导 288

8.3 近拟频散关系的推导 288

8.3.2 Abbott频散关系的推导 289

参考资料 292

附录A 声波物理学基础 294

A.1 固体的弹性形变 294

A.2 压电效应 300

A.3声表面波（SAW） 302

A.4 有效声导纳矩阵和有效介电常数 308

A.5 6mm晶体的声波特性 310

A.5.1 6mm晶体中的瑞利波 310

A.5.2 6mm晶体中BGS波的有效介电常数 312

A.5.3 6mm晶体的有效声导纳矩阵 314

A.6 声波的激励 315

A.6.1 积分路径 315

A.6.2 静电耦合 316

A.6.3 BGS波的激励 316

A.6.4 SSBW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

B.1 概述 320

B.2 金属栅中的B1??tekjar理论及其推广 321

B.2.1 单电极栅阵的B1??tekjar理论 321

B.2.2 斜向传播时的Wagner理论 324

B.2.3 双电极栅阵的Aoki理论 325

B.2.4 多电极栅阵 330

B.3 有限膜厚金属栅的分析方法 333

B.3.1 有限元法 333

B.3.2 B1??tekjar推广理论的应用 336

B.4 栅阵中声波的激励和传播 340

B.4.1 栅阵的有效介电常数 340

B.4.2 离散格林函数的计算 343

B.4.3 ？？函数模型 346

B.4.4 无限长IDT 347

参考资料 349