1.一种基于多物理场耦合与分布式全局搜索的声表面波传感器件设计方法,包括如下步骤:S10、给定多物理场耦合参数,对指条信息集合 ,其中指条对数,重叠孔径 ,指条排列周期
,膜厚 ,以及反射栅信息集合 ,
其中反射栅周期 ,反射栅对数 ,将每一组SAW器件结构信息归纳为同一列向量的解 ,其中,
S20、将耦合参数带入目标方程以求得端口网络的各个模块参数,连接各个模块参数形成完整的结构模型,S30、分布式全局搜索提取结构模型中重要特征点作为优化目标,定义评估函数选择符合优化目标的解,S40、根据评估值进行机会抉择,将全局搜索后的最优结果记录为最终输出参数。
2.根据权利要求1所述的一种基于多物理场耦合与分布式全局搜索的声表面波传感器件设计方法,其特征在于,所述步骤S20包括如下步骤:S21、首先将耦合参数解代入关系式
= (1)
其中 为 线性拟合参数, 为一组渗透深度参数, 为一组SAW反射参数,定义采样频率为f(q),为器件中心频率,q为采样点数, (2)
其中 为IDT器件长度组, 为反射栅器件长度组,S22、根据耦合参数解进行IDT模块连接,IDT的模型可由两个声物理场和一个电物理场组成,两个声物理场分别取 =0与 = 处,假设声波从 =0处传播至 = 处为正方向,则从= 处传播至 =0为声波传播的负方向,即可得关于声波传播方向的两个声物理场公式,其中的参数下标表示SAW的传播方向, (3)
(4)
令 得
(5)
将 和 用|c|来表示,并使用欧拉公式可将上式化简为 (6)
S23、其中 为频散关系,可由 与 表示为: (7)
即可用式(6)的GOAL函数来表示两处声物理场的IDT的模型, 与 表示反射系数和激励效率,然后再将结构解带入静态电容 ,可得一组正相关式 ,单位周期静态电容组用于计算电物理场IDT的GOAL函数, (8)
S24、然后再将左右两侧反射栅与IDT模型连接,左右两侧反射栅系数可由下式表示: (9)
其中 ,将其与IDT模型连接形成完整的结构模型,根据结构模型求出器件的导纳特性组为
(10)。
3.根据权利要求1所述的一种基于多物理场耦合与分布式全局搜索的声表面波传感器件设计方法,其特征在于,所述步骤S30包括如下步骤:S31、依据分布式全局搜索建立器件评价模型,通过评价模型优化器件性能指标,由导纳特性组得出 曲线,设置最大全局搜索次数为H,根据采样频率f(q)划分重要特征点,将采样频率f(q)所对应的 的值记为 ,将重要特征点放入特征集合 ,所对应的特征值集合为 ,a用于划分特征区间, (11)
S32、设特征值所寻求优化的阈值为T,所设评估函数为 (12)
然后记录特征集合中大于寻求优化阈值T的特征值索引,将索引映射的评估值赋值为,反之则将其赋值为 ,由此可以记录每个特征值评估值大小得到一组评估组,根据不同的特征值区间可设置不同的优化阈值,用于优化器件的性能。
4.根据权利要求1所述的一种基于多物理场耦合与分布式全局搜索的声表面波传感器件设计方法,其特征在于,所述步骤S40包括如下步骤:S41、首先进行分布初始化,在动态空间中生成解 ,将初始节点需要传播信息的种类记为问题的维度,依据下式初始化解为:( ) (13)
其中限定解的范围为 ∈( , ), =(0, 1,…DP),DP为需要解决的问题数量,S42、计算节点中新个体传播信息的解,由于节点之间存在正反馈,不同的分布节点会智能地向附近的节点传播信息,因此可以使得信息在节点之间传播更新,依据此可得新解的产生方式为: (14)
其中 表示传播信息的节点不能为同一个节点,而节点搜索范围 满足,
S43、根据所求评估值进行机会抉择,选择评估值高的解为可靠的解,可靠的解被节点选中进行信息传播的机会高,由此可得每个解被选中的机会为: (15)
S44、在机会抉择后需要对每个解更新程度进行监测,记录每个解的更新次数为Bas,一旦解在达到传播阈值Limt后仍未更新,那么就将原解丢弃,选择新的节点个体对信息进行传播, (16)
其中 ,根据最大全局搜索次数H进行循环,由此寻找最优解,最后记录全局最优解与最优特征值,即可得智能搜索寻优后的SAW传感器件设计参数与器件性能。
5.一种温度检测收发系统,包括发射通路、接收通路、温度采集模块、转换开关、微控制器模块、收发天线、阅读器以及显示模块,其特征在于:所述温度采集模块包括使用权利要求1‑4设计方法设计获得的谐振型声表面波传感器与天线。
6.根据权利要求5所述的一种温度检测收发系统,其特征在于:所述声表面波温度传感器包括两个反射栅、压电基片、叉指换能器、两个收发天线,两个所述收发天线连接至叉指换能器电极两端。