双陷波可重构特性的蓝牙超宽带天线设计

提出了一种具有双陷波可重构特性的蓝牙/超宽带(UWB)天线。天线由削顶圆形单极子天线加载1/4波长圆弧枝节组成。在圆形贴片上刻蚀2个半波长圆形缝隙,实现WLAN(5.125~5.825 GHz)和ITU(8.025~8.4 GHz)频段的陷波功能。通过控制安装在陷波结构中PIN二极管的工作状态,能够实现陷波的可重构特性。测试与仿真结果表明:在天线工作频段2.39~2.52 GHz和2.92~12 GHz内,天线辐射性能良好,峰值增益达到5.2 dBi。可广泛应用在各种通信系统。

基于基片集成波导加载开口环的介电测量传感器

基于微扰理论,提出了一种在基片集成波导(SIW)结构上加载椭圆形开口环的小型化介电常数测量传感器。在传感器表面刻蚀椭圆开口环,增加电流路径的同时,降低工作频率,实现器件的小型化。在中心区域挖有通孔,当放入具有不同介电常数的待测物体时,传感器的S参数会发生改变。通过仿真软件对传感器进行分析,介电常数实部从1至10变化,频率的相对偏移达到32.4%。测量结果表明:传感器对介电常数的测量误差小于3%,具有很好的测量效果。

基于新型共面波导的频率可重构MIMO天线设计

设计了一种基于新型共面波导(CPW)频率可重构多输入多输出(MIMO)天线。在天线中使用开关元件,通过控制开关改变CPW的电流长度来实现6.17~9.38 GHz与19.53~25.48 GHz离散频率可调。转换模式不需要额外的匹配电路,使得结构更紧凑。天线单元采用CPW馈电方式,蚀刻在F4B的介质基板上,MIMO配置无需额外的解耦装置便能实现良好的隔离效果。仿真和测试结果表明,单个天线与MIMO天线均可实现频率可重构特性,天线单元之间的隔离度<-20 dB,相关包络系数<0.05,分集增益接近10 dB,满足设计要求。

基于CSIW加载开口圆环的增强型微流传感器

针对微流传感器小型化、高灵敏度的性能要求,利用微扰理论,提出了一种基于圆形基片集成波导(CSIW)加载开口圆环的增强型微流传感器。传感器加载开口圆环后,工作频率从3 GHz降到1.6 GHz,相对频率偏移量增加54%。建立了传感器的等效电路模型并根据简化电路模型解释了微流检测的工作原理。实验结果表明:设计的传感器对乙醇溶液的测量误差小于3%,对葡萄糖浓度的测量误差小于6 mg/mL,在微流检测领域具有很好的应用前景。

基于迈斯纳效应的二阶梯度计不平衡度调节方法

基于超导量子干涉器的磁场梯度计可在无磁屏蔽的噪声环境中测得高信噪比信号,可检测pT量级的心脏磁场。通过推导超导环与二阶梯度计天线的互感耦合关系,建立三维静磁场仿真模型,模拟得出超导环对梯度计不平衡度的调节范围为-0.73~0.78。平衡后的梯度计可有效抑制0.031 Hz~10 Hz频率范围内环境噪声的谐波分量。梯度计在无磁屏蔽环境中测量得到42.64 dB高信噪比的心磁信号,验证了超导环平衡方法的可靠性。

100 GHz双频带通腔体滤波器的设计及制作工艺研究

针对当前双频或多频带通滤波器主要以30 GHz以内的工作范围为主,在高频毫米波范围内以单频超宽带设计为主这一现象,设计出一款可以在100 GHz~103 GHz工作范围内存在两个超窄带工作带宽的双频腔体滤波器。两个工作频段分别为100.67 GHz~101.36 GHz和102.67 GHz~102.78 GHz,与之对应的相对带宽分别为0.68%和0.11%。所设计腔体滤波器采用UV-LIGA工艺完成其样品的制备,并使用由矢量网络分析仪和扩频模块所搭建的测试平台完成测试,经测试,相对带宽的绝对误差分别为0.19%和0.02%。

面向乳腺癌诊断的压电式微机械超声换能器的设计

面向乳腺癌早期微小病变组织难于精确诊断的问题,设计了一种基于AlN/Si薄膜的圆形双晶片压电式微机械超声换能器(PMUT)。作为乳腺超声CT系统关键检测部件,其性能优劣与诊断准确度密切相关。通过对换能器工作原理进行分析,建立了数学理论模型。利用有限元仿真软件COMSOL建立了基于AlN薄膜的PMUT有限元模型,给出了具体的结构设计参数,并分析了静态压力、静态位移、振动模态、谐振频率、灵敏度、声阻抗等性能参数。仿真结果显示,所设计的PMUT一阶谐振频率为7.61 MHz,灵敏度为-258 dB,品质因数为380.5,有效机电耦合系数为10.2%,能够满足对乳腺软组织检测的设计需求。

一种寄生阵列宽带圆极化天线的设计

该文设计了一款C波段单馈寄生阵列的宽带圆极化天线。此天线采用紧邻的双层F4B介质基板,通过在方形驱动贴片上开槽及采用寄生阵列的设计实现了圆极化。对天线结构的设计步骤进行说明,研究了各结构对天线阻抗带宽和轴比带宽的影响,并研究了寄生贴片切角长度和驱动贴片上的缝隙宽度对天线轴比和带宽的影响。对天线的圆极化方向图进行了仿真。仿真结果表明,在5.5 GHz时实现了右旋圆极化,最大增益为8.1 dBi。加工并测试了宽带圆极化天线,测试结果与仿真结果基本相符,天线实测的阻抗带宽为1.3 GHz,轴比带宽为1.26 GHz。设计的叠层天线具有结构紧凑,装配简单和轴比带宽大的优点。

基于UV-LIGA工艺的超窄带毫米波三频带通滤波器

针对当前6G无线通信系统对3 mm毫米波器件的需求急速增加,为了提前应对在这一频段的通信协议划分,利用金属谐振腔和矩形波导设计出一款中心频率为102.03 GHz的单频带通滤波器。然后,基于多模传输理论将其优化为一款中心频率分别为96.83和106.31 GHz的单通道双频带通腔体滤波器。采用交叉耦合的方式引入传输零点,设计出一款在98~105 GHz的工作范围内,具有98.49、99.79和104.20 GHz三个中心频率的超窄带三频带通腔体滤波器,其3 dB相对带宽分别为0.32%、0.63%和0.30%。采用基于SU-8负性光刻胶的UV-LIGA工艺对样品进行加工,并使用搭建的W波段电磁性能测试平台完成对样品射频性能的测试,测试结果与仿真结果具有良好的一致性。

基于共振隧穿二极管的矢量水声传感器设计

提出了一种基于共振隧穿二极管(RTD)的矢量水声传感器,传感器采用共振隧穿二极管作为敏感元件,共振隧穿二极管布置在传感器结构中柱体的四周边缘.两个反方向变化的基于共振隧穿二极管的振荡器的输出信号通过信号处理电路预处理后输入微处理器,计算出声源水平方位角和声压.分析并设计了基于共振隧穿二极管的振荡电路、矢量水声传感器物理结构以及制作工艺,讨论了传感器信号处理方法.

GaAs基微机械加工技术

为了进一步提高传感器的灵敏度,提出了利用GaAs半导体材料来突破硅的极限,阐明了GaAs材料的优越特性和发展GaAs基MEMS的必要性。概述了GaAs微机械加工的刻蚀技术、体微机械加工技术和表面微机械加工技术的特点,对相应的GaAs微机械加工工艺进行了举例分析,并介绍了国内首次制作的GaAs基MEMS微结构,为GaAsMEMS的进一步发展奠定了基础。

一种新型力电耦合超晶格半导体结构研究

采用分子束外延方法在GaAs衬底(001)上生长了AlAs/GaAs双势垒超晶格薄膜结构,测试出超晶格薄膜在室温下随着外加压力变化下,其I-V特性曲线的漂移与外加压力成一定比例关系。为基于MEMS共振隧穿效应的力电耦合传感器的研究提供了一定的基础。

基于共振隧穿压阻薄膜的GaAs基微加速度计研究

主要研究一种应用共振隧穿压阻薄膜的G aA s基4梁式微加速度计,设计出共振隧穿薄膜以及G aA s基微加速度计的结构.利用有限元软件A nsys对加速度计进行了模态仿真.讨论了加速度计的加工工艺,并完成了基于加速度计共振隧穿压阻薄膜的压阻特性研究.首次采用控制孔技术制造了G aA s基微加速度计.

冲击信号冲击响应谱(SRS)分析探讨

介绍了冲击响应谱的计算原理和系统冲击响应谱的几种常用的数字化分析方法。对某试验冲击信号采用较为先进的改进递归滤波器法进行了冲击响应谱计算。

火箭滑车动态参数测试

火箭滑车为武器系统的设计、生产等提供了可靠的、低成本的动态模拟试验.对火箭滑车自身动参数的精确测试是试验进行的基本条件.本文在动态存储测试技术的基础上,提出了一种对火箭滑车过载、时空位置可靠的测试方法.

机械振动对测试电路影响的研究

在环境恶劣的测试过程中,由于电路所处环境的机械振动,可能会引起电路及元器件的损坏,导致测试系统不能正常进行。本文介绍了在实际中减弱或避免机械振动对电路可靠性影响的方法,从而达到测试过程的顺利进行。

用于MEMS仿生矢量水听器流激噪声抑制的“三明治”式封装结构设计与性能测试(英文)

MEMS仿生矢量水听器具有体积小、成本低、安装方便、有矢量性等优点，将MEMS仿生矢量水听器应用于水下环境必须解决透声、绝缘、流激噪声抑制等问题．为此，在前期单层聚氨酯封装结构的基础上，提出聚氨酯．水．聚氨酯“三明治”式封装结构，外层聚氨酯直径36mm，内层聚氨酯直径32mm．完成了“三明治”式封装结构设计计算与试制测试；并通过典型使用环境实验验证该封装结构的流激噪声抑制能力．实验结果表明在20—1000Hz内该封装结构在几乎不损失灵敏度和矢量性的前提下，比前期的封装结构在抑制流激噪声能力方面提高20dB以上．

微型惯性测量组合的构成及标定技术

微型惯性测量组合就是将微加速度计、微陀螺、微信号变换处理电路和信号校正电路进行综合集成,从而获得载体的综合惯性参数测量,它可以实时提供包含载体姿态和位置信息的六个独立惯性参数,利用系统集成理论,组成了微型惯性测量组合样机,并对其进行了标定。

小波变换在冲击信号去噪应用

由于冲击信号测试环境的复杂性,噪声干扰的存在对信号分析的结论有一定影响.本文基于小波变换下设计了一种实用的针对冲击信号小波去噪方法.

纤毛式MEMS矢量水声传感器的仿生组装

提出了一种纤毛式微机电系统(MEMS)矢量水声传感器的仿生组装技术.期望结合MEMS工艺和仿生组装工艺技术,解决复杂结构的仿生制造问题.文中简单介绍了仿生学理论以及定向探测机理.采用MEMS基硅微机械加工技术完成了传感器微结构的加工.通过模仿鱼类侧线器官神经丘感觉器的仿生结构,完成了传感器仿生微结构的组装,制作出纤毛式硅微仿生矢量水声传感器的模型样机.最后,完成了传感器的校准测试.测试结果表明,该水声传感器不但体积小、质量轻、结构简单,而且具有"8"字型的指向特性.该水声传感器的声压灵敏度为-197.7 dB(0 dB=1 V/μPa).