SH波在ST-90°X石英基片重金属周期栅阵中传播特性的精确求解

移动通信用声表面波滤波器要求低插入损耗、小型化。此类滤波器可用SH波ST-90 X石英基片、重金属短路栅条（金、钛、钨）来实现。开展本项目，确定SH波在ST-90 X石英基片重金属栅阵中传播时频散关系，为小型化移动通信用声表面波滤波器提供设计参数和理论支持。.具体是用陈东培和Haus理论并结合Plessky的COM方程对SH波在ST-90 X石英基片上厚度较大重金属栅阵（金、钛、钨）的传播特性进行研究，确定SH波在ST-90 X石英基片上重金属短路栅阵中传播的频散关系、提取COM参数。该方法优点是不需要复杂的Green函数，其理论分析过程物理意义明确。并将理论分析结果用于小型化SCDMA声表面波滤波器的设计，达到规定技术指标。.本项目研究有重要理论意义和应用价值，解决国际同行一直没解决的问题。

提出了一种研究声表面波在压电晶体厚金属栅阵中传播特性新的理论方法，由于陈东培和H. A. Haus理论是在压电晶体周期栅阵中根据变分原理Rayleigh-Ritz方法推导的，而有限元方法是基于变分原理Rayleigh-Ritz方法的另一种形式。根据Poynting定理、就能将声表面波在周期栅阵中变分原理与有限元巧妙地结合在一起，把陈东培和H. A. Haus理论公式的二维积分问题转为平面有限元问题，这样陈东培和H. A. Haus理论就能适用于厚电极栅阵的情况，为小型化、低插损滤波器提供重要的理论基础。.K.Hashimoto等利用栅阵有效介电常数和离散格林函数来分析栅阵中声表面波传播特性；另外，V. P. Pleesky、Y. Zhang等利用周期格林函数和谐波导纳概念研究了这类问题，这两个理论方法的分析过程都非常烦琐。本项目用变分原理分析声表面波在周期栅阵中的传播，其分析过程相对简单、物理意义明确，在国际上也是首次提出该分析方法。.之后，根据Plessky ‘s COM理论，建立SH型SAW的COM模型方程。通.过变分原理确定短路金属栅阵中声表面波频散曲线禁带上、下边缘频率，这样就可以到两个COM参数。进一步可以求出反射系数和其相位，在实验上、采用长脉冲和短脉冲两种方法测量反射系数和其相位、与理论分析结果作比较。.在理论分析基础上、我们进行了应用方面的研究，用ST-90°X石英和金栅.条设计小型化SCDMA声表面波滤波器，中心频率：264MHz；带宽：1.25MHz；插入损耗：≤10dB；尺寸：11.4×5×2mm3。对滤波器性能进行检测，达到了规定的技术指标。.基于ST-90°X 石英基底SH波，我们研制了一种新型陀螺仪，给出了SH-SAW模式传感器的响应机制。在一个大的动态范围(大于200 )的灵敏度是1.268 ，同时获得了优异的温度补偿性能。另外，对ST-90°X石英基底、SiO2/SU-8多层结构中乐甫波传输特性的温度效应也开展了研究，提取优化设计参数以使温度特性得到改善，实验得到了ST-90°X石英基底、SiO2/SU-8多层结构中乐甫波频率温度系数仅为2.16ppm/℃。.最后，设计了一种反射型延迟线型声表面波无线传感器，以41o YX LiNbO3为压电基片、铝电极试验制作了采用单向单相换能器(SPUDT)与3个短路栅反射器的440