基于声表面波(SAW)滤波器技术，采用两级滤波器级联、滤波器环绕开关、多通道抗干扰布局等方法，实现了一种小型化、高阻带抑制组件的研制。实验结果表明，研制的多通道滤波组件尺寸为18 mm×15 mm×5 mm，其-3 dB带宽大于48 MHz，插入损耗小于7 dB，带内幅度波动小于1.5 dB，近端阻带抑制大于70 dBc，具有很好的实用性。

针对现有的雾化装置粒径分散较广及难以生成大量微米级与亚微米级液滴等问题，设计并加工了一种基于声表面波的液滴雾化装置。首先，利用COMSOL仿真软件对声表面波器件的结构建模并进行压电仿真分析，模拟声表面波的振动传播，得到其谐振频率为18.269 MHz。其次，基于声-压电耦合多物理场模拟声波在固-液界面的衍射，以及在液体中的传播过程。最后，加工声表面波雾化实验装置并进行液滴雾化实验，通过调整激励信号频率与输入功率实现了液滴的稳定雾化，对雾化后的液滴粒径分布进行测试。实验结果表明，当输入信号幅值为420 mV，谐振频率为19.259 MHz时，该装置生成大量微米级细小液滴，液滴粒径基本呈三峰分布，主要集中在3 μm、30 μm与500 μm。

该文从理论上仿真了切割方向为165°Y，传播方向为75°Y的LiNbO3晶体(简称165Y LN)的表面波声光调制器的场分布及其重叠积分、驱动功率随波导厚度变化的关系，并与其他切割方向的仿真结果进行了比较。该方向位于材料退耦面内，且在该面具有最大的机电耦合系数，是潜在的高性能切割方向。测试表明，165Y LN的TE模和TM模在低频区均有较低的驱动功率和较大的重叠积分带宽，可被用于制作具有高性能且对偏振不敏感的表面波声光器件。

该文提出了一种基于声表面波延迟线的相位解调器, 其原理是利用声表面波延迟线将调相信号转换为调幅信号, 并采用“延迟相加”的方法进行解调。该延迟线实现了频率2.695~3.000 GHz内1 μs的延迟时间, 解调器可以实现调制速率为500 kHz和1 MHz的二进制相移键控(BPSK)调制信号的解调。

由于声表面波(SAW)测温技术因具有无源无线的特点而备受研究人员的广泛关注。该技术可应用在电缆接头内部的温度测量中, 但因受电缆接头材料和结构的影响, 使SAW测温信号传递受阻, 严重影响了温度信号的检测。该文基于DWG-630A型电缆接头的结构和材料, 设计了一款可用于电缆接头内部测温的天线。通过其理论分析、仿真及试验验证, 证明该设计切实可行。结果表明, 穿过电缆接头可传递SAW温度信号, 并在工作频段内具有良好的增益和辐射效果。

该文采用有限元法对“铌酸锂/苯并环丁烯(BCB)/聚酰亚胺”结构的柔性声表面波器件进行了研究。结果表明, 铌酸锂厚度为0.06λ~0.8λ(λ为周期)时, 不能激发稳定的瑞利波, 在此区间外可激发瑞利波。随着温度升高, 器件的谐振频率降低, 计算结果表明, 声速随温度变化是谐振频率下降的主要原因, 大于热膨胀引起的谐振频率变化。仿真结果为设计和制备柔性声表面波器件时合理选择压电薄膜厚度及衬底材料力学性能等参数提供了一定的理论依据。

针对任意复杂膜系结构和电路拓扑结构的声表面波(SAW)滤波器的精确快速设计问题, 该文基于声/电/磁多物理场耦合全波仿真平台, 结合基因遗传优化算法和通用图形处理器(GPGPU)加速技术, 利用有限元分层级联精确模型(HCT)优化设计梯形谐振器, 色散COM模型优化设计纵向耦合谐振器, 实现了任意复杂膜系结构和电路拓扑结构的SAW滤波器的正向设计与优化。通过42° Y-XLiTaO3常规SAW滤波器的优化设计与研制, 设计优化结果与实验结果吻合较好, 验证了该方法的有效性和可行性。

目前配电变压器的状态监测迫切需要一种无线无源的传感监测方式, 而声表面波(SAW)传感器是满足此需求的重要技术手段之一。该文以用于变压器出线端测温的SAW传感器为研究对象, 提出了一种SAW传感器回波信号处理流程, 设计了信号去噪、频谱分析等信号处理环节。为解决同频信号对传感器测量带来的干扰问题, 研究了基于奇异谱分析和独立分量分析的单通道盲源分离算法对SAW传感器的抗干扰作用, 利用搭建的信号采集平台验证了该算法在信号分离和干扰抑制上的有效性。

绝缘体上压电基板(POI)是一种新兴的压电单晶复合薄膜结构材料。POI基板由压电单晶材料薄层(单晶钽酸锂/铌酸锂)、二氧化硅层及高阻硅衬底构成, 采用Smart-Cut工艺制备, 可保证板层高均匀度及高质量的批量生产。通过这种基板可设计满足5G通信要求的高性能集成声表面波(SAW)谐振器和滤波器。基于POI材料制备的SAW器件具有高频、高品质因数(Q)值、低温度敏感性及较大带宽等优良特性, 同时还能在同一芯片上集成多个SAW滤波器, 具有广阔的市场应用前景。该文介绍了POI基板的制备、国内外的研究现状及POI基板在高性能SAW滤波器中的应用, 综述了制备POI基板的关键技术并展望了未来的发展趋势。

现代科技的发展对高频声表面波(SAW)器件的需求不断增加, 对其工作频率也提出了更高的要求。为了提高SAW器件的频率, 该文构建了一种IDTs电极分层布局的器件模型, 即IDTs/AlN/IDTs/R-sapphire结构, 并采用有限元法分析其声学性能, 包括导纳、相速度、机电耦合系数等。结果表明, IDTs/AlN/IDTs/R-sapphire结构可激发出瑞利波, 且当AlN压电薄膜厚度hAlN=0.4λ(λ为器件周期), 水平中心距Pb=4 μm时, 其工作频率为692 MHz, 传统的IDTs/AlN/R-sapphire结构器件提高了近1倍(356 MHz), 而此时机电耦合系数K2为0.3%, 比传统结构高。另外, 通过优化IDTs电极的结构参数可进一步改善、调制瑞利波器件的性能。当IDTs的上层铜电极和下层铝电极厚度之比Δh=1.2, Pb=4 μm, hAlN/λ=0.5时, 瑞利波器件的谐振频率为657.9 MHz, K2=1.27％; 当Pb=6 μm时, 瑞利波的工作频率为461 MHz, 机电耦合系数达到最大(K2max=1.34％), 较传统IDTs单层布局结构瑞利波器件分别提升了30%和300％。结果表明, IDTs电极分层布局结构不仅可有效地提高SAW器件的工作频率和机电耦合系数, 也可以降低高频SAW器件的制备难度。