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声表面波（SAW）角速率传感器具有结构简单、价格低廉、且由于勿需悬浮的振动结构而具有较强的抗震动能力等优点而受到越来越多的关注。另外,相比于驻波模式的SAW角速率传感器,基于行波模式的SAW角速率传感器可以利用差分结构实现对温度等外界干扰的补偿,并且其输出信号为易于检测的频率信号,因此在运动及军用制导系统等方面显示出广阔的应用前景。本文在研究了目前的行波模式SAW角速率传感器的基础上,针对灵敏度低的问题展开了较为深入的研究。主要的研究工作和结果如下:1、从理论上研究了SAW角速率传感器中SAW传输区域的陀螺效应。根据传输区域的不同,将其分为三个部分:首先是SAW经过的自由表面。在这一部分中,主要利用旋转介质中的压电耦合方程考虑了128°YX-LiNbO3和ST-X石英晶体中的SAW陀螺效应,并通过理论计算和参考实验结果选定了128°YX-LiNbO3作为SAW角速率传感器的基片材料;其次是SAW在叉指换能器中的传播。在这一部分中,对现有的耦合模（COM）模型进行了拓展,利用此拓展的COM模型分析了SAW陀螺效应和叉指换能器反射系数之间的关系,此关系表明对于同一种压电基底,反射系数越低,陀螺效应越明显;最后是SAW在金属点阵中的传播。从提高金属点阵中能量分布和金属/压电材料结构中不同模式之间耦合的角度出发,利用有限元法（FEM）计算了在不同金属点阵厚度和不同金属点阵面积下单个点阵中的能量分布和沿着x方向传播的两种模态频率之差。根据模拟的结果表明,可以通过提高金属点阵的厚度来增加SAW角速率传感器的灵敏度,这已经被文献中的实验所证明。还可以通过优化金属点阵的面积来提高SAW角速率传感器的灵敏度,根据本文的分析在金属点阵的面积填充率为0.19时具有最优的灵敏度。2、对利用有限元软件COMSOL MUITIPHYSICS提取COM参量的方法进行了全面的分析和总结,并结合P矩阵级联技术完善了利用COM模型来设计SAW器件的方法。根据对现有模型的研究以及对文献中实验结果的分析,想要提高包含金属点阵的SAW角速率传感器的灵敏度,需要设计一种具有低损耗、高单向性的延迟线结构。本文将低损耗单元结构聚焦在电极宽度控制/单相单向叉指换能器（EWC/SPUDT）,对EWC/SPUDT单元结构的分析表明在满足单向性角为90°的情况下增加单元结构的反射系数可以满足高单向性、低损耗的要求,最终在128°YX-LiNbO3基底上设计出了一种单向性角为90°、反射系数超过5%的优化EWC/SPUDT结构。3、从提高SAW振荡器稳定性的角度出发,设计了一种双抽指结构的SAW延迟线。利用COM模型对采用优化的EWC/SPUDT作为单元结构的SAW延迟线的频率响应进行了仿真,得到了一组优化的设计参数,在此设计参数下的SAW延迟线器件的插入损耗可以达到-5.2dB。同时,配合此SAW延迟线结构,设计并研制了差分振荡电路和频率采集模块以完成对SAW角速率传感器的测试。4、从实验验证和试验探索的角度,制备和测试了下面三组器件:第一组是三种不同叉指换能器（IDT）（分裂指、EWC/SPUDT和双向）结构的SAW角速率传感器;第二组是两种放置方式（面对面、背对背）的SAW延迟线结构,每一种放置方式均采用传统EWC/SPUDT（EWC/SPUDT-1）和优化后的EWC/SPUDT（EWC/SPUDT-2）,目的在于验证优化后的单元结构具有更低的插入损耗和更高的单向性;第三组是以EWC/SPUDT1和EWC/SPUDT-2为单元结构的双抽指SAW角速率传感器。对第一组设计和制备的SAW角速率传感器进行了检测灵敏度测试,结果表明,分裂指结构的叉指换能器具有更高的灵敏度,EWC/SPUDT次之,双向结构的灵敏度最低,符合理论的预测。对制备的第二组SAW延迟线进行了插入损耗测试,结果表明,EWC/SPUDT2结构具有更低的插入损耗、更高的单向性。对第三组的SAW角速率传感器进行了灵敏度测试,测试结果表明,所研制的传感器系统具有良好的频率稳定性。当存在所设计的金属点阵时,以EWC/SPUDT-1和EWC/SPUDT-2为单元结构的SAW角速率传感器分别可以获得5.92 Hz/（deg/s）和9.00Hz/（deg/s）的检测灵敏度,证实了使金属点阵有更高的能量分布可以提高SAW角速率传感器的检测灵敏度。