声表面波温度(Surface Acoustic Wave,SAW)传感器具有尺寸小、灵敏度高等优点,并能轻松实现无线无源传感,因此可广泛应用于新兴的无线无源传感领域。对于SAW传感器而言,良好的频率响应特性可以增强器件回波的强度,使回波容易被检测到。但是目前已有的SAW温度传感器的频率响应特性普遍表现一般,因此,有关提高器件的频率响应特性的研究成为关键问题。因此,本文拟通过改善器件频率响应特性来提高SAW温度传感器的传感性能。主要工作如下所述:首先,对目前SAW器件常用的压电晶体材料、器件原型结构和反射栅结构进行研究,采用行列式值法的原理模拟得出不同压电衬底的SAW速度,并利用模拟结果分别计算不同压电衬底的机电耦合系数和频率温度系数等压电性能指标。在此模拟和计算的基础上,针对无线无源温度测量的实际需求,选择具有良好压电性能的64°YX切铌酸锂作为制作的SAW温度传感器的压电衬底材料,选择结构简单且信号传输性能良好的单端口谐振器型结构作为传感器的原型结构。其次,通过采用不同的器件参数,设计了多种不同结构的温度传感器件。主要采用变迹加权的方法对器件结构进行改良以得到良好的器件频率响应特性。设计完成的器件借助于微电子加工中的光刻-剥离工艺技术进行制作。由于变迹加权设计给器件的制作过程中的光学光刻MASK的设计带来的困难,本文开发了一种新型的基于MATLAB-cif-Ledit流程的版图设计方法,这种方法能够准确而快速的生成版图文件。再次,借助网络分析仪和相应的温度测试平台分别对SAW温度传感器件常温下的频率响应特性以及设定的温度区间内器件的频率-温度特性进行测试研究。最后,根据这些研究结果,分析总结了器件参数的变化对声表面波器件频率特性的影响,概述如下:(1)变迹加权设计能有效提高器件的旁瓣抑制能力,但是同时也会增加主瓣宽度;(2)采用变迹加权设计时,若器件中取消假指则会使器件中声表面波的波阵面发生畸变,但是相比有假指的器件,无假指器件具有更低的旁瓣电平;(3)随着切比雪夫窗函数加权系数的增大,采用该窗函数加权的器件的旁瓣电平降低,但是带宽也随之增大;(4)随着作为金属电极的叉指换能器和反射栅的金属指条数目的增加,器件频率响应特性中的旁瓣电平呈降低趋势,但增大的幅度普遍较小;(5)随着叉指换能器数目的增大,器件频率响应中的主瓣宽度也随之减小;(6)占空比的变化会使声表面波器件的中心频率发生改变,且这种改变不易控制。