梳状微谐振器结构参数对模态及谐振频率的影响

谐振频率的大小是设计微谐振器时必须考虑的重要参变量,采用ANSYS有限元仿真软件分析不同结构尺寸下的微谐振器的谐振频率和模态,主要分析支撑梁长度和梳齿参数对微谐振器模态及谐振频率的影响.分析结果表明,支撑梁长度、梳齿长度及梳齿的个数会影响到微谐振器工作模态的阶次和谐振频率的大小.在微谐振器的相关设计时,可通过调整支撑梁的长度显著改变谐振频率,而谐振频率微调可通过梳齿尺寸的微调实现.     

石英谐振器阻抗──频率特性分析

从石英谐振器的等效电路出发 ,推导了石英谐振器的串联谐振频率ωs 和并联谐振频率ωp,并指出了石英谐振器与ωs、ωp 有关的阻抗特性     

弯曲振动圆盘变幅器的动力学特性研究

根据圆盘在珩齿加工过程中只有圆节线的弯曲振动,并采用圆锥型变幅杆,推导了变幅杆和圆盘组成的变幅器的频率方程,求出了变幅器设计参数的数值解;用有限元对该变幅器进行模态分析,发现谐振频率与数值解接近.在此基础上,对设计的变幅器进行了动力学实验,测得的动力学参数与理论结果一致.通过计算变幅器中变幅杆和圆盘各自独立的谐振频率,发现与变幅器的谐振频率误差较大,说明变幅器设计时必须同时考虑变幅杆和圆盘的影响,否则设计的变幅器谐振频率误差过大.     

谐振式微加速度计驱动和检测结构设计及制作

基于谐振式加速度计的工作原理和结构特点,设计了一种新型微加速度计谐振器,用解析法和有限元法计算了谐振器的横向驱动力以及其处于谐振状态时的检测电容值。综合粘性阻尼、运动阻尼和气膜阻尼,分析了谐振器在大气环境下的阻尼和品质因子。应用MEMS(microelectromechanical system)工艺,完成了微加速度计谐振器的制作。测试结果表明:谐振器性能良好,谐振频率为54523.5 Hz,与设计的理论值误差约为13.6%。     

无源谐振器在电涡流位移传感器中的谐振增强效应

在两只同轴电磁耦合线圈之间插入一只无源谐振线圈,可利用谐振耦合显著提高能量传输效率。为探索这种谐振增强效应在传感器领域的应用可能性,制作了一只与测量电路无任何引线连接的、由电感线圈及电容串联组成的无源LC谐振器,放置于电涡流位移传感器探测线圈与金属目标靶间的测量通道中。实验结果表明:当传感器工作在该谐振器的谐振频率点附近时,有效探测距离和灵敏度会得到显著增强。进一步针对发射-接收式双线圈位移检测系统进行了实验,结果同样证实了无源LC谐振器介入后的谐振增强作用。该结论对于其他带有电感耦合线圈的传感系统同样具有参考价值。     

传输矩阵法研究薄膜体声波谐振器

薄膜体声波谐振器(FBAR)以其工作频率高、体积小、便于集成和低插损等优良特性而得到广泛应用,对薄膜体声波器件理论设计与优化的研究成为研究热点.本文引入传输矩阵法研究薄膜体声波谐振器,利用该方法推导薄膜体声波谐振器的输入阻抗公式,并利用该公式研究了Al/AlN/Al结构的FBAR的谐振频率、有效机电耦合系数和谐振品质因数.结果证明,该阻抗公式可有效的用来设计或评价FBAR的谐振频率、有效机电耦合系数和谐振品质因数等重要参数.     

谐振式传感器的脉冲式双参数检测方法

采用方波脉冲作为激励信号,对谐振式传感器的谐振器进行激励。通过对含有谐振频率和阻尼信息的自由衰减振动信号的采集及处理,同时得到了谐振器的谐振频率及谐振阻尼参数。以电涡流位移传感器为例,实际搭建了这种基于脉冲激励的双参数检测实验装置。实验结果表明,该方法可同时获取位移检测过程中的谐振频率及谐振阻尼参数。这种脉冲检测方式不仅可用于新型电涡流传感器的研制,而且可进一步推广到其他类型的谐振式传感器中。     

谐振式传感器的脉冲式双参数检测方法

采用方波脉冲作为激励信号,对谐振式传感器的谐振器进行激励。通过对含有谐振频率和阻尼信息的自由衰减振动信号的采集及处理,同时得到了谐振器的谐振频率及谐振阻尼参数。以电涡流位移传感器为例,实际搭建了这种基于脉冲激励的双参数检测实验装置。实验结果表明,该方法可同时获取位移检测过程中的谐振频率及谐振阻尼参数。这种脉冲检测方式不仅可用于新型电涡流传感器的研制,而且可进一步推广到其他类型的谐振式传感器中。     

弯振圆盘中相邻模态解耦方法研究

大功率工作状态下,振动体在谐振频率附近会激发其他振动模态,这些模态会产生非线性效应,并干扰谐振模态。为了减弱模态耦合的影响,在阶梯圆盘以及平盘圆盘背面进行开槽,使谐振模态与相邻模态的间距增大;并研究了相邻模态之间距离较大时,所对应的开槽位置及几何参数。结果表明:开槽位置在位移方向的次最大位置附近时,谐振模态与其相邻模态的频率间距最大,并且圆盘的辐射声场的指向性不发生变化。     

介质谐振器与微带线之间耦合系数的计算

本文给出了计算介质谐振器与微带线之间耦合系数的简单解析方法。利用本文中的公式计算介质谐振器谐振频率得到的结果与实验及其它文献所发表的结果一致性很好,计算所得的介质谐振器与微带线之间的耦合系数的精度可以满足一般工程设计的需要。     

宽频磁耦合谐振式无线电能传输系统谐振器设计

为提高谐振式无线电能传输系统的工作频率范围并定量化设计谐振器的参数,首先根据谐振式无线电能传输原理,建立电路模型方程,研究了系统传输特性与谐振器线圈参数之间的关系,在指定谐振频率、传输距离、负载和接收功率情况下,实现线圈半径及匝数等参数的选取方法.同时在谐振器参数给定情况下,仿真分析了负载功率、发射线圈电流、传输效率等传输特性随传输距离的变化特性.最终,结合所设计研制的宽频磁耦合谐振式无线电能传输系统,通过试验对理论推导和仿真计算进行了进一步验证,试验结果与理论分析和仿真结果相吻合.      

新型开路短路枝节加载三频带通滤波器

采用开路短路枝节加载开环谐振器,设计了一种新型的3个通带中心频率独立可调的三频带通滤波器.由于谐振器的结构对称,因此采用传统的奇偶模分析法.滤波器的第一和第三通带由偶模谐振频率产生,通过改变加载枝节的电长度和阻抗比可调节偶模谐振频率.滤波器的第二通带由奇模谐振频率产生,通过改变环的电长度和阻抗可调节奇模谐振频率.该滤波器的3个通带中心频率为1.57GHz(GPS),2.4GHz (WLAN)和3.5GHz (WIMAX), 3dB带宽分别为2.5%, 4.7%和2.0%,测量结果与电磁仿真结果基本吻合.     

用一维Mason模型模拟薄膜体声波谐振器研究

采用一维Mason模型,研究体声波谐振器的频率特性,探讨压电薄膜AlN和上电极膜厚对谐振频率的影响,研究谐振区域的面积和声能在衬底中的损耗对品质因数的影响.     

热激励微梁谐振器的温度分布和谐振振幅

对热激励微梁谐振器的结构进行了合理的简化，用解析方法求出了交变热源激励的微悬臂梁和微桥谐振器的温度分布：在激励点附近，交变温度的幅度最大；远离激励点时，幅度趋于0。其于该温度分布，推导出了在“热膨胀效应”作用下微桥谐振器的谐振振幅。该计算方法利用振型函数来计算谐振时桥长度的伸长量，并考虑了内应力对振幅的影响。     

双端音叉式硅微谐振器的电修调

双端音叉式硅微谐振器在制造过程中的误差会造成两根振梁谐振频率存在差异,这种差异严重降低了双端音叉式硅微谐振器的品质因数,进而造成传感器精度降低等问题。该文利用电容式传感器存在静电负刚度效应的原理,采用改变直流预载电压的电调整方法对振梁的刚度进行修调,从而精确地将两根振梁的谐振频率调整到一致。对这种方法进行了试验验证,试验结果验证了这种电修调的可行性。电修调可以有效提高双端音叉硅微谐振器的品质因数。     

新型开环谐振器带通滤波器的设计

提出一组新型的方形开环谐振器,使用这种新型的谐振器设计微带线带通滤波器,可以有效地减小滤波器的尺寸.利用其中一种新型的谐振器,设计加工了一个小型化带通滤波器,仿真与测试结果显示,该滤波器有很好的频率选择性、阻带特性和较小尺寸.与传统的开环谐振滤波器比较,尺寸减小了30%.     

闭腔谐振法测试微波介质陶瓷介电参数

研究用闭腔谐振法测量微波介质陶瓷介电参数的方法，采用TEols模，开波导法研究了闭腔谐振器的谐振频率和导体的表面损耗，并由此计算了材料的微波介电常数、微波介电损耗，研究了谐振频率、介电损耗随体系结构参数的变化．研究证明开波导法的采用和此计算模型对体系谐振频率的计算误差小于5％．低损耗介质基片的采用不但可降低体系的谐振频率，还可有效提高金属板的品质因子，减小测量误差．     

介质谐振器与悬置微带鳍线的耦合系数

介质谐振器具有体积小、重量轻、Q 值高、价格低廉的优点,特别是随着低损耗、高温度稳定性介质材料的发展,它已在很多场合代替了传统的金属腔.用介质谐振器制作滤波器、鉴频器和振荡器,其谐振频率及与电路的耦合系数是两个最重要的参数.本文采用集总参数耦合电路模型,分析计算了圆柱介质谐振器 TE_(01δ)模与悬置微带及单侧鳍线的耦合系数.1 理论分析介质谐振器与各种集成传输线的耦合,是谐振器中的场与传输线的场相互作用的结果(图1(a)).本文把介质谐振器的 TE_(01δ)模等效为磁耦极子,它与传输线盼耦合也就可以转化     

超声磨削杯形工具变幅器的设计与试验分析

为得到更为有效的设计理论,将杯形工具变幅器分为圆锥形变幅杆、圆盘和圆管三部分,利用Mindlin中厚板理论求得圆盘的位移、转角、弯矩和剪力的解析表达式,并建立了圆锥变幅杆和圆管的位移与应力函数关系。通过振动单元之间的连续条件以及振动单元的边界条件,建立了杯形工具变幅器整体的频率方程。基于此理论设计了杯型工具变幅器,通过有限元模态分析、阻抗分析试验和超声谐振试验对设计理论进行了验证。仿真结果表明,变幅器的谐振频率与设计频率相符合;试验结果表明,谐振系统的实测频率与设计频率相符合。试验结果验证了杯形工具变幅器设计方法的正确性,为超声磨削系统的设计提供了理论依据。     

一种新型三模宽带带通滤波器的设计

提出了一种基于三模环形谐振器的微带带通滤波器。三模谐振器是由加载开路枝节的环形谐振器组成,在通带内产生三个谐振模式。环形谐振器的多径效应使得信号相抵消,在通带的上下截止频率处产生两个传输零点,因此滤波器会有较好的通带选择性。仿真和测试结果表明,滤波器的中心频率为5.05 GHz,通带频率为4.4~5.7 GHz,带内插损小于1.7 d B。