壓電聲表面波器件有頻率高、體積小、功能多、穩定性好、易于批量生產等特點，以其獨特的性能在移動通信、航空航天、電子對抗等軍用和民用領域得到了成功的應用。新興的聲表面波流體傳感器，更是以其靈敏度高和功耗低的特點，廣泛應用于生物和化學試樣的檢測，是傳感領域擁有巨大發展潛力的新方向。
本文首先從覆蓋理想流體層的各向同性半無限大彈性體中的聲表面波分析開始，求得了表面波速度與理想流體層厚度的關系，得到的結果與早期的研究和實驗結果一致。當基體是各向同性無限大彈性板的情況時，發現隨著流體層厚度的不斷減小，彈性板的振動開始表現為顯著的對稱和反對稱模態，這一結果與沒有覆蓋流體層的彈性板振動研究結果相吻合。由于實際的聲表面波器件都是由各向異性材料制造的,為了能更精確地分析流體試樣對聲表面波的影響，我們分析了基體是半無限大ST切石英晶體和無限大ST切石英晶體板的情形。由于彈性板與流體層的相互作用，實際振動會出現多個聲表面波模態和相應的波速。
接著本文對覆蓋粘性流體層的各向同性以及各向異性無限大彈性板中的聲表面波傳播特性進行了分析，求得了覆蓋粘性流體層的無限大彈性板中的聲表面波波速方程。數值計算表明，由于彈性板和粘性流體層的駐波共振，板中聲表面波的對稱和反對稱模態隨著波速不同而進行著轉換。并且發現當粘性流體層厚度為零時，我們所求得的波速與沒有覆蓋粘性流體層相對應的無限大彈性板中的聲表面波波速相同；當粘性流體層的厚度不斷增加時，求得的聲表面波波速接近于粘性流體層中的波速。
最后，本文把覆蓋層材料擴展到粘彈性材料。在考慮粘彈性材料的復材料常數的情況下，求得了覆蓋粘彈性層的無限大彈性體和彈性板中的聲表面波波速方程。由于我們現行的研究模型更接近實際的聲表面波流體傳感器，并且充分考慮了覆蓋流體層的厚度、密度以及粘性影響，因此本文的研究方法以及得到的結果對于聲表面波流體傳感器的分析和設計具有重要的實用價值。
關鍵詞：聲表面波，傳感器，理想流體，粘性流體，波速

1 緒論 1
1.1 聲表面波傳感器的應用及其工作原理 1
1.2 國內外研究現狀及分析 2
1.3 本文的主要工作 3
2 覆蓋理想流體層的各向同性無限大彈性板中的聲表面波波速計算 5
2.1 半無限大彈性體和理想流體層中聲表面波理論介紹和推導 5
2.2 算例1 11
2.3 覆蓋理想流體層的各向同性無限大彈性板中聲表面波分析 12
2.4 算例2 14
2.5 本章小結 18
3 覆蓋理想流體層的無限大ST切石英晶體板中聲表面波波速計算 19
3.1 覆蓋理想流體層的半無限大ST切石英晶體中的聲表面波分析 19
3.2 算例1 21
3.3 覆蓋理想流體層的無限大ST切石英晶體板中的聲表面波分析 22
3.4 算例2 25
3.5 本章小結 27
4 覆蓋理想流體層的各向同性無限大彈性板中的聲表面波波速計算 28
4.1 粘性流體層中聲表面波理論推導 28
4.2 覆蓋粘性流體層的各向同性基體中聲表面波分析及算例 29
4.3 覆蓋粘性流體層的各向異性基體中聲表面波分析及算例 37
4.4 本章小結 42
5 覆蓋粘彈性薄層的無限大彈性板中的聲表面波波速計算 43
5.1 粘彈性覆蓋層中聲表面波理論推導 43
5.2 覆蓋粘彈性層的各向同性基體中聲表面波分析及算例 44
5.3 覆蓋粘彈性層的各向異性基體中聲表面波分析及算例 49
5.4 本章小結 53
6 總結與展望 54