声表面波谐振器传播状态的ANSYS仿真

为描述声表面波的传播状态,利用ANSYS软件对声表面波(SAW)谐振器进行了仿真。在对声表面波产生机理和SAW谐振器工作原理分析的基础上,建立了SAW谐振器仿真模型,讨论了网格划分不同对仿真结果精度的影响,得出了在每个SAW波长尺寸内划分30～40个网格可以得到较精确的仿真结果。对不同长度声孔径的声表面波谐振器进行了仿真分析,得出了声表面波只在固体表面1～2个波长深度范围内传播的仿真效果图,与理论分析有很好的一致性。最后对IDT/ZnO/金刚石/Si结构的声表面波器件进行了仿真,得出该结构声表面波器件SAW传播速度与ZnO的厚度成反比,其大小是IDT/ZnO结构器件SAW传播速度的2～3倍。

高压开关柜触头温度场的数值仿真分析

为验证光纤温度传感器用于高压开关柜触头温度检测的可行性,调研了高压开关柜触头的几何结构,利用多物理场耦合分析软件COMSOL Multiphysics,结合传热学相关理论进行了触头的温度场数值仿真分析。计算了额定电流和短路电流2种情况下的触头温度分布情况,结果表明:触指为触头温度检测的最佳位置;短路电流通过时,触头温度最高可达564℃。在此基础上,在安装、量程、应变干扰三方面对光纤温度传感器进行了分析,证实光纤温度传感器可用于触头温度的检测。

低驱动电压电容式RF MEMS开关结构设计优化

RFMEMS开关将成为微波、高频信号控制的关键器件。针对其驱动电压过高,不能满足现代通信系统低电压的要求,推导了电容式RFMEMS开关驱动电压的理论公式;基于降低开关柔顺结构的弹性系数、驱动电极上极板与可变电容上极板分离的思路,优化设计了三种具有不同的连接梁和支撑梁结构形式的开关微桥柔顺结构。第一种结构为驱动电极板和电容上极板之间以双直梁连接;第二种结构以一组弹性折叠梁代替结构一中的双直梁;第三种结构是在结构二的基础上,改变了起支撑作用的弹性折叠梁的方向。使用MEMS CAD软件CoventorWare对开关结构进行了机电耦合仿真,仿真结果表明开关的驱动电压小于3V。

U盘唯一性标识信息的构建与识别方法

根据涉密存储介质保密管理的要求,以U盘为例,提出一种新颖的、以USB协议和大容量存储类协议为基础的移动存储介质管理架构。存储介质的唯一性标识由VID、PID和硬件序列号组成。同时还提出了基于CY7C67300嵌入式主机控制器的USB总线介质管理方案。通过USB总线枚举方式,逐一识别介质唯一性标识并通过超级终端显示。测试结果证明,该标识和识别方法可以用于移动存储介质安全管理系统,从而使涉密移动存储介质处于实时监控状态下,大大减少了泄密风险。

高压开关柜的三维电磁场数值仿真

导电触点过热是高压开关柜主要的失效模式,迫切需要低成本的实时、原位、在线触点温度监测装置作为早期失效预警系统,以确保此类高压大电流电气设备的可靠运行。设计触点温度监测装置,必须首先明确高压开关柜内的电磁场环境。以KYN28-12(Z)型高压开关柜为例,应用多物理场耦合仿真软件COMSOL Multiphysics的AC/DC模块,建立高压开关柜的三维电磁场数值仿真模型,采用准静态电磁场求解方法,计算得到了相线加载电压为12kV@50Hz的标准工况下开关柜内电磁场强度的分布:矩形铜制相线角部的电场和磁场强度最大,相线间的电场和磁场强度稍小。

电渗泵的研究进展

概述了电渗泵驱动的基本原理。根据电渗泵微通道的结构特征,将其分为多孔介质电渗泵和开放通道电渗泵两类,并阐述了两类电渗泵的研究进展和各种结构电渗泵性能的优缺点,分析了驱动电压、温度、通道结构尺寸和电解液特性等关键因素对电渗泵电渗流性能的影响。概括了目前电渗泵研制中存在的主要问题:高压高流量的电渗泵所需驱动电压很高;电渗泵工作过程中产生大量焦耳热,导致热力效率低于6%;各种电渗泵的结构、微加工工艺与电渗流性能匹配不好。这些问题阻碍了电渗泵的实用化,是未来研究工作的重点。

折叠梁平面角对电容式RF MEMS开关性能的影响

低驱动电压电容式RF MEMS开关采用弹性拆叠梁支撑可变电容活动极板,使开关弹性结构具有很小的弹性系数,但也降低了开关的一阶模态谐振频率,致使开关无法获得较高的开关速度。提出了通过调整弹性折叠梁平面角微调弹性结构弹性系数的方法,在保证开关具有低驱动电压的同时,尽可能提高弹性结构的一阶模态谐振频率。仅改变弹性折叠梁平面角的大小,对其分别为0°,45°,90°的具体开关结构,应用MEMS CAD软件CoventorWare进行机电耦合仿真,定性分析了弹性折叠梁平面角对微结构弹性系数的影响。仿真结果表明:改变弹性折叠梁平面角大小,可以微调电容式RF MEMS开关的驱动电压和一阶模态谐振频率。

金刚石薄膜上的高频高功率声表面波滤波器

设计了一种Si基金刚石薄膜上的SAW RF MEMS滤波器,其中心频率为400MHz,叉指换能器(IDT)线宽为5μm。采用中物超硬材料公司定制的硅基金刚石薄膜基片,利用射频溅射方法在金刚石薄膜上制备了厚度为2μm的ZnO压电薄膜,XRD分析证明其具有良好的C轴取向。采用剥离工艺制备IDT,通过精细的工艺控制,得到了设计的IDT图形。最后,对该滤波器样品进行了封装和测试。测试结果表明,其中心频率为378MHz,插损为15.9dB。

USB外设网络集中监控装置的研制

根据涉密USB外设信息安全管理的要求,基于网络客户端/服务器模型,研制了一种USB外设网络集中监控装置。根据构建的USB外设的唯一性标识,采用集线器收发装置扩展USB接口插槽,用嵌入式USB接口设备存放装置获取和识别每一个USB插槽上的USB外设的唯一性标识和状态信息,并通过Ethernet传输到远程的监控中心。采用Winsock编程技术在监控中心上实现网络服务器功能。通过远程监控中心使USB外设的借出和归还状态处于实时有效的监控之下,并能根据报警规则触发报警。该装置具有体积小、安装方便、可靠等优点,可通过涉密内网实现本单位涉密USB外设的集中管理。