陈 涛,陈智军,2,阮 鹏,王萌阳,黄 鑫

(1.南京航空航天大学自动化学院,江苏南京 210016;2.南京大学近代声学教育部重点实验室,江苏南京 210093)

乐甫波是一种界面波,是在由半无限压电基片和各向同性非压电薄膜构成的层状结构中传播的声波,非压电薄膜作为波导层沉积或溅射在压电基片表面.乐甫波的质点振动沿水平剪切方向,不存在基片法线方向的振动.因此,乐甫波器件与液体接触时能量损失小,能够用于液体传感.乐甫波器件是一种新型声波器件,由于具有灵敏度高、响应速度快、体积小、适于液相检测等优点,从而成为当前声波传感领域的研究热点[1-2].声波器件用于传感时,主要通过声波谐振频率和幅度衰减随被测对象的变化来实现检测功能[3].无论采用相位差测量方法、振荡电路测量方法或是扫频测量方法,其本质都是基于乐甫波器件的幅频特性来搭建测试系统.因此,对乐甫波器件的幅频特性仿真有助于器件的设计、制作及测试系统搭建.与此同时,薄膜厚度是乐甫波器件的重要参数[4],需要重点研究薄膜厚度对器件幅频特性的影响以指导乐甫波器件的设计.

本文基于部分波理论和表面有效介电常数方法来计算乐甫波传播速度、谐振频率和机电耦合系数,在梅森等效电路中加入波导元件得到乐甫波器件的等效电路模型.使用Matlab对其数学模型进行了幅频特性分析,其仿真曲线与实际器件测试结果基本一致,并在……