圧電薄膜を利用したバルク波ワイヤレスセンサに関する研究

压电薄膜体波无线传感器的研究

基本信息

批准号：
14750254
负责人：
大森達也
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

庄電薄膜を利用したバルク波ワイヤレネセンサの実現にあたり、本年度は、トランスポンダ部のシミュレーションおよびセンサの全体構成方法を中心として検討を行なった。更に、本提案システムでも使用可能なほど超広帯域なGHz帯における初段フィルタの検討も併せて行なった。具体的な検討結果は以下に示す通りである。まず、トランスポンダ部について詳細な数値シミユレーションを行なったところ、電極構造にもよるが、圧電薄膜としてZnOを利用した場合でも3GHz帯において、3%程度の周波数偏移が実現可能であることを確認した。PZTを用いれば更に大きな周波数偏移を実現できるが、本年度は加工性の良いZnO薄膜を用いてセンサの構成を試みた。センサ構成については、張合わせ法による多層膜構造の実現を検討した。しかし、この方法では接着層でのインピーダンス不整合による反射が大きく、実用的でないことが確認された。現在引き続きスパッタ法によるセンサ構築を検討している。トランスポンダ構成の検討にあたっては、システム構成上、必要不可欠と考えられる超広帯域なRFフィルタの実現を中心として検討を行なった。その結果、銅電極と15°YX-LiNbO_3基板を組合わせた構造で、Love波を利用することにより、3dB比帯域幅が20%に達するようなフィルタの試作に成功した。これらの結果を利用し、トランスポンダにPZT薄膜を利用した場合でも十分に追従できる高周波処理部の検討を引き続き行なっている。

为了利用Shoden薄膜实现体波无线传感器，今年我们重点研究了应答器部分和传感器整体结构的仿真。此外，我们还研究了 GHz 频段的第一级滤波器，该频段非常宽，可以在所提出的系统中使用。具体研究结果如下所示。首先，我们对应答器部分进行了详细的数值模拟，结果发现，尽管取决于电极结构，但即使使用 ZnO 作为压电薄膜，也可以在 3GHz 频段实现约 3% 的频移。确认的。使用 PZT 可以实现更大的频移，但今年我们尝试使用 ZnO 薄膜构建传感器，该薄膜具有良好的可加工性。关于传感器配置，我们考虑使用层压方法实现多层结构。然而，由于粘合剂层中的阻抗失配而导致较大的反射，该方法被发现是不切实际的。目前，我们正在继续考虑使用溅射方法构建传感器。在考虑转发器配置时，我们重点关注实现超宽带射频滤波器，这对于系统配置至关重要。结果，我们利用乐夫波，采用铜电极和15°YX-LiNbO_3基板相结合的结构，成功制作了3dB分数带宽为20%的原型滤波器。利用这些结果，我们正在继续研究即使在应答器中使用 PZT 薄膜时也能充分跟踪的高频处理单元。