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SAWを反射させる構成で入出力を分離、センサーの状態変化を反射率から推定

静岡大学 創造科学技術大学院 光ナノ物質機能専攻 近藤研究室

日経エレクトロニクス
2014/03/12 00:00
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NEアワード候補技術紹介(6):
SAW素子によるセンサーの無給電ワイヤレス化

静岡大学 教授の近藤淳氏

 静岡大学 創造科学技術大学院 光ナノ物質機能専攻 教授の近藤淳氏の研究グループは、無給電のセンサーに生じたインピーダンスの変化をワイヤレスで検出する技術を開発した。センサーノードの電源が不要になるため、構造物のモニタリングや農地の環境センシングなどの用途に適する。

SAWの反射率の変化を検出

SAWを励振・反射する、すだれ状の電極を形成した素子

 近藤氏らのグループが開発した技術では、表面弾性波(SAW:sur-face acoustic wave)を励振するためのすだれ状の電極(IDT)と、伝播されたSAWを反射する電極(反射器)を形成した素子を用い、IDTにはアンテナ、反射器にはセンサーをそれぞれ接続しておく。

 IDTの構造から決まる周波数の交流信号をアンテナから入力すると、IDTの逆圧電効果によってSAWが励振される。このSAWが反射器まで到達して反射し、IDTに返ってきたときの波形をアンテナから出力する。

 反射器にセンサーを接続した場合、物理量の変化によってセンサーのインピーダンスが変わると、SAWの反射率が変わる。この特性を利用して、アンテナから出力される信号の振幅の変化からセンサーのインピーダンス変化を推定する。

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