声表面波的形成及计算_物联网:射频识别(RFID)核心技术详解(第3版)_[共2页]
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采用声表面波技术的标签
279 • 未付款商品(附着标签)经过出口时,门道检测器测出标签并发出警报。
如果将未经解码的商品带离商场,读写器(检测器)会触发报警,提醒收银人员、顾客和商场保安人员及时处理。
EAS 商品防盗系统不会像监控系统那样让顾客有不自在的感觉,而且还起到了威慑的作用。
一般来说,射频EAS 系统价格比较便宜。
12.2 采用声表面波技术的标签
声表面波(Surface Acoustic Wave ,SAW )是传播于压电晶体表面的机械波。
利用SAW 技术制造标签始于20世纪80年代,近年来对SAW 标签的研究已经成为一个热点。
SAW 标签不需要芯片,它应用了电子学、声学、雷达、半导体平面技术及信号处理技术,是有别于IC 芯片的另一种新型标签。
12.2.1 声表面波的形成及计算
(1) 声表面波的形成
如果将电压加在压电晶体上,例如加在石英(SiO 2)或铌酸锂(LiNbO 3)上,压电效应会在晶格中形成机械畸变,利用这种效应可以产生符合需要的表面波。
把大约0.1µm 厚的铝片构成的电极作为电声转换器,安放在压电晶体的抛光表面上,当电声转换器加上交流电压时,声表面波传播到晶体表面上,同时晶格中的偏移随着深度的增加按指数下降。
因此,耦合的声功率的最大部分集中在薄薄的大约一个波长的晶体表面层中,形成了声表面波。
声表面波在高精度抛光的基衬表面上传播时,几乎是不衰减的,而且是不分散的,传播速度为3000m/s ~4000m/s 。
有效的电声转换器是指状电极结构,即手指互相交叉的结构。
每2个互相交叉的指状电极构成一个叉指换能器(IDT ),如图12-3所示。
IDT 的指状电极上的交流电压由于压电效应可在晶格中产生表面波;相反地,入射的表面波在IDT 的指状电极上可产生频率相同的交流电压。
图12-3 叉指换能器的结构
在图12-3中,极性相同的两个手指之间的距离为IDT 的电的周期q 。
在中心频率f 0时,电声相互作用最大,这时声表面波的波长λ0与电的周期q 准确地相等,所有波的相位准确地重叠,出现最大的电声转换。
声表面波的波长λ0为
00v q f λ== (12.1)。