催化气体传感器低功耗检测设计

本文针对现有催化传感器功耗高、稳定性差等问题,提出一种低功耗检测方法。该方法仅采用单个催化元件,无需进行配对,即可达到黑白元件组合效果,大大提高传感器成品率。通过搭建检测系统,确定该方法的检测灵敏度约为恒压检测法两倍,功耗仅为恒压检测法一半,且传感器具有较好长时间稳定性。与传统恒压检测法对比,本设计提出的低功耗检测方法灵敏度更高,输出稳定性更好,且具有更低的功耗,对于煤矿井下应用具有巨大的发展前景。

光声CO_(2)传感器建模及仿真

本文从光声效应的基本原理出发,分析了CO_(2)气体浓度和各项气体常数的变化,建立了气体浓度和光声信号强度的模型,并对典型的光声池结构进行了仿真分析。光声传感器是近些年来兴起的一类痕迹气体测试方法。光声气体传感器具有灵敏度更高、选择性更好、响应更快、测量范围更宽等特点。

天线阵列多物理场耦合设计

本文基于机载阵列天线系统设计过程中的场耦合理论,探索电磁场、结构场、温度场及流场之间的关系,建立基于模型的机载阵列天线系统多物理场耦合模型,建立形变与电磁性能之间的映射关系。

红外动态场景图像质量评价理论概述

红外动态场景生成器是红外成像制导半实物仿真系统中的关键设备,红外动态场景生成器所产生红外图像的质量直接关系到仿真系统实验的质量。随着红外动态场景生成技术的发展,需要对产生的红外场景的质量进行全面评价。针对各种类型的红外动态场景生成器的性能进行分析,建立红外动态场景图像质量测试评价理论模型。该模型中主要的测试指标包括时间特性、空间分辨率、空间均匀性、几何畸变、动态范围、最大辐射功率密度、最小可分辨温差、串扰和辐射对比度等。通过对这些指标的测试,可以完整地描述出红外动态场景生成器的性能。

光纤面阵可见光吸收/红外辐射性能实验研究

介绍了一种用于红外动态场景生成的新型可见光/红外图像转换器芯片.采用离子刻蚀工艺制作芯片的吸收辐射膜,其可见光波段吸收率可以达到98.5%以上,3～5μm波段的红外发射率可以达到0.73,8～12μm波段的发射率达到0.82.测试证明,此吸收辐射膜完全满足红外图像转换芯片的应用要求.

基于HTCC工艺的瓦斯传感器设计与制备

本文针对传统丸珠状瓦斯传感器一致性差、成品率低以及MEMS瓦斯传感器催化剂负载率低等问题,基于HTCC工艺制备了一种平板式瓦斯传感器,提高了催化剂的负载率以及解决了传感器批量化制备及成品率低的问题。并通过在颗粒氧化铝载体中掺杂碳纳米管,提高了载体的催化剂负载率和热导率,使传感器获得更高的灵敏度和响应速度。为高灵敏度瓦斯传感器批量化制备提供了一种参考,具有较好的应用前景。

一种红外动态场景图像评价装置的性能测试

随着红外动态场景生成技术的发展,对生成器所产生的红外场景的质量要求越来越高,这就需要对产生的红外场景的质量进行全面的评价。红外图像评价测试理论和测试方法的研究能够对红外场景生成器的性能进行系统的评价,并对生成器的改进和发展提出具体要求,具有学术意义和实用价值。介绍了一种红外动态场景质量的评价装置,并对该装置的性能进行了测试,测试指标包括温度范围、最小像元尺寸、视场及最大几何分辨率、响应速度、温度分辨率、辐射功率范围等。此红外动态场景质量的评价装置能够定量测试红外场景生成器的性能。

基于相位匹配的高性能吸收型陷波器

介绍了一种高性能吸收型陷波器。此陷波器利用相位匹配方式实现吸收陷波,电路形式可以采用LC集总参数实现,也可以采用微带分布结构实现。LC结构陷波器使用传输线替代高低通LC电路实现相移,减少了元器件数量从而提高了调试效率,利用低Q值元器件实现了52d B的高陷波深度。微带分布结构陷波器Q值相对较高,具有3d B开口带宽仅3%,陷波深度最高可达60d B,通带衰减小等优点。陷波器采用"Q值补偿"的方式克服了传统陷波器的缺点,为利用低Q值元器件实现高陷波深度提供了新的思路。

PCMR体声波谐振器多物理场仿真及芯片制作

文章介绍了一种轮廓模式压电谐振器的工作原理,阐述了多物理场的概念并利用多物理场有限元分析方法分析了该谐振器的谐振过程,并利用多物理场原理对压电谐振器结构进行了仿真优化。多物理场仿真可以更加直观,深入的理解PCMR的工作原理和过程。不利用等效电路模型,所以可以准确的找到谐振器各组成部分对谐振器的影响。基于仿真的结果,分别设计了平板型(82.75MHz)和交指型(346.5MHz)轮廓模式谐振器并利用MEMS工艺对其进行了制作。制作的轮廓模式谐振器具有较高的Q值(800),机电耦合系数2%,测试结果和仿真结果基本的吻合。

动态红外场景生成技术及其新进展

总结了目前主要的用于半实物仿真的红外场景生成技术,分析了其优缺点并介绍了其目前的发展水平,同时介绍了近几年出现的几种新方法,例如:具有高动态范围的基于微机电系统—可变光学衰减器(MEMS-VOA)技术的空间光调制器、适用于远红外波段成像的微型F-P腔阵列、利用第二型量子阱结构理论制作的带间级联红外LED阵列、使像素具有光子晶体结构从而实现高温辐射的光子晶体型红外场景生成器、利用红外辐射光纤作为光源和像素的红外场景生成器、采用Bly Cell的转换原理和光纤面阵结构形式的光纤面阵型可见光/红外图像转换器以及复合型红外场景生成器等。最后对红外场景生成技术的未来发展方向和趋势作了分析和展望。

非球面透镜组激光光束整形系统

在激光显示等领域常常需要光强均匀分布的激光光束,为此,深入分析了一种非球面透镜组激光光束整形系统的设计方法,该方法可以将入射光束为准直的单模高斯激光光束整形为光强均匀分布的准直平顶激光光束;给出了该非球面透镜组设计的基本过程,主要包括输出光束函数的选择、光线映射函数的确定和非球面参数的确定;最后选择光线映射函数具有解析解形式的匀化洛伦兹函数作为输出光束分布函数,分别确定了伽利略型和开普勒型的非球面透镜组激光光束整形系统的参数。

基于MEMS的红外动态图像生成技术

提出了一种基于MEMS技术的红外动态图像生成技术。利用热传导方程，建立了可见光，红外图像转换膜的理论模型；介绍了可见光／红外图像转换膜制作的工艺流程，制作了一张像元数为512×512、像元尺寸为35μm的可见光／红外图像转换膜。并利用转换膜构造了红外动态图像生成装置，通过实验对红外动态图像生成装置的性能进行了研究。利用MEMS技术制作的可见光／红外图像转换膜可以工作在红外3～5μm和8—12μm两个波段。根据实验测得红外图像生成装置的空间分辨率为14lp／mm，在3—5μm波段，所生成红外图像的温度范围为250—440K，在8～12μm波段，所生成红外图像的温度范围为250—400K。

聚酰亚胺薄膜的热扩散特性研究

研究一种可见光/红外转换薄膜.给出转换薄膜热扩散的理论公式,并进行求解,得出薄膜的温度扩散分布曲线.对于3种不同厚度的薄膜热扩散距离的仿真结果分别为113.0,113.4,114.2μm.制备了不同厚度的聚酰亚胺薄膜并设计了实验,热扩散距离的实验结果分别为119.6,121.6,122.8μm.实验结果表明,该理论模型是基本正确的.基于这种薄膜制备的可见光/红外图像转换器,可用于对各种红外成像仪器进行性能检测和实验.

动态红外场景生成新技术

总结了目前用于半实物仿真的红外场景生成技术的新进展,介绍了几种典型的新技术,例如:超大阵列规模的薄膜镜光调制器场景生成技术、中波红外LED阵列红外场景生成技术、基于聚合液晶的红外液晶光阀红外场景生成技术、一种新型的用于半实物仿真场景生成投影系统的电子束寻址反射型空间光调制器、一种基于微型发射器的红外场景生成技术、基于MEMS技术的单层锗化硅红外宽波段微发射器阵列红外场景生成技术等。最后对红外场景生成技术的未来发展方向和趋势作了分析和展望。

光纤阵列可见光/红外图像转换器的热力学性能研究

为满足日益提高的半实物仿真实验对目标背景图像源的要求,研究了一种微加工工艺制得的光纤阵列结构的可见光/红外图像转换器。建立了利用二次辐射原理实现可见光/红外图像转换的光纤阵列面板的三维模型,利用有限元热力分析光纤阵列温度响应的最高温度和时间特性随加载热量的关系,实验中,单个光纤阵列端面加载热功率为5μW时,转换器实现温度响应的最高温度超过420K,温度响应的上升和下降时间达0.1ms。结果表明:相比薄膜形式转换器,该光纤阵列结构的可见光/红外图像转换器在机械强度、耐高温等方面的性能有所提高,可以为红外成像半实物仿真实验提供高温高帧频的背景图像源。

8～12μm红外图像生成装置

介绍了一种将可见光图像转换为红外图像的装置.装置的核心器件是利用MEMS工艺制作的可见光/红外图像转换芯片.红外图像生成装置包括可见光图像生成系统、可见光/红外图像转换系统以及红外图像投影光学系统三部分.红外图像生成装置产生的红外图像辐射波段覆盖8~12μm,分辨率达到了20 lp/mm,可模拟温度范围为20~150℃,图像非均匀性小于5%,几何畸变小于3%.

一种基于FBAR技术的5.5GHz滤波器芯片的研制

报道了一种工作于5.5GHz的薄膜体声波谐振器(FBAR)滤波器芯片。首先制作了一种串联谐振频率为5.5GHz的谐振器,采用该谐振器模型设计并实现了5.5GHz FBAR滤波器芯片。微波探针测试结果显示,中心插损为1.68d B,1d B带宽105MHz,5.3GHz处抑制为39.66d Bc,5.7GHz处抑制为48.42d Bc。实现了5.5GHz窄带滤波器的芯片化。

可调陷波器芯片研制

介绍了一种可调谐吸收型陷波器芯片。此陷波器利用相位匹配方式实现吸收陷波,采用MMIC工艺实现电路,具有抑制度高、体积小的优点,可调谐单元利用外置的可变电容实现,能够达到2-4G陷波频率连续可调的功能。芯片尺寸5×5×1mm,陷波点抑制可达30d B,通带可达18GHz,此方案为可调陷波器芯片的制作提供了新的思路。

基于异构集成技术的FBAR开关滤波器组芯片

基于异构集成技术,研制了一款各通道中心频率分别为1.5,1.8,1.9和2.0 GHz的四通道高性能开关滤波器组芯片。使用了金锡凸点焊接的组装工艺,与键合线工艺相比,其互连强度更高,寄生参数更小。薄膜体声波谐振器(FBAR)滤波器芯片与微波单片集成电路(MMIC)开关电路芯片采用自主可控的FBAR工艺、 0.35μm GaAs工艺研制。为满足窄带、高矩形度、低插入损耗开关滤波器组的需求,FBAR滤波器电路采用阶梯型拓扑结构。开关电路使用串-并联混合结构,兼顾低插入损耗和高隔离度。经探针台测试结果显示,各通道中心插入损耗小于3 dB,矩形系数比约为2.0,带外抑制大于45 dBc。开关滤波器组芯片面积为4 mm×4 mm,高度约为0.4 mm。