A IO-MHz SOl-Based Face Shear Square Micromechanical Resonator

A 10-MHz face shear(FS) square micromechanical resonator based on silicon-on-insulator(SOI)technology is presented in this paper. In order to examine the improvement of quality factor as well as motional resistance Rx in this structure, the center-stem anchor is employed in this study. The benefit of anchoring the square in the center, which is the nodal point, is that the energy losses through the anchor can be minimized. Hence, a quality factor value of 2.0 million and the motional resistance of 8.2 k can be obtained with an FS mode resonator via finite element(FE) simulation. The results show the significance of the FS mode in this design, not only in its structure but also in its square-extensional mode and Lame-mode. Additionally, an SOI-based fabrication process is proposed to support the design.     

一种利用环形双模谐振器实现的带阻滤波器

提出了一种利用双模环形谐振器实现的带阻滤波器。该滤波器由一个对称的双模环形谐振器以及一段四分之一波长的平行耦合线组成。借助于在普通环形谐振器的两个相对边上添加一对小贴片,环形谐振器的两个简并谐振模式可以被可控的分离,从而可以构成带阻滤波器的工作频带。平行耦合线的作用是为了对双模谐振器进行馈电,同时也被用做两端口间的阻抗变换器。在理论分析之后,利用平面PCB工艺设计制作了滤波器样品,并对其进行了测量,进一步证明这种设计的有效性。     

波浪式MEMS谐振陀螺的设计与研究

提出并研制了一种具有高机械灵敏度和低零偏稳定性的新型波浪式MEMS谐振陀螺(WDRG)。该结构的设计方法是将传统的环式MEMS谐振陀螺(DRG)转变为波浪式环,以提供更高的热弹性品质因数。此外,与传统DRG相比,WDRG具有更高的制造误差抗扰度。通过优化结构参数,进一步提高了WDRG的性能。通过有限元法(FEM)给出了主要结构参数对WDRG性能的影响。优化后WDRG的热弹性品质因数、机械灵敏度和偏置稳定性分别为450k,1.05μm/(°/s)和0.076(°)/h。与传统DRG相比,零偏稳定性降低了90%,热弹性品质因数和机械灵敏度分别提高了215%和950%。     

电极对薄膜体声波谐振器性能的影响

采用有限元分析软件COMSOL Multiphysics仿真了三维结构的谐振器,探讨了不同的顶电极形状对谐振器性能的影响。有效机电耦合系数(k2teff)随电极-压电层厚度比增大而减小,其中电极形状为三角形的谐振器在厚度比为0.05时获得最大k2teff(5.73%)。品质因数Q值变化趋势与k2teff相反,由三角形电极在厚度比为0.25时,获得最大Q值为1 314。不同电极形状的谐振器的优值随电极-压电厚度比先增大后减小,最大值为65.4,由正方形电极在比值为0.15时获得。     

胃心综合征1例报告

剪切流传感器测量海洋湍流时其内部各部件的受力、变形及内部压电陶瓷产生的电荷量计算较为复杂,由此导致设计不精确,影响传感器性能.该文使用计算流体力学软件FLUENT对传感器工作时的受力进行分析,根据该计算结果使用有限元软件ANSYS中的压电分析单元,对传感器内部结构的变形、产生的电荷量进行计算,仿真其工作状态并得到振动特性.使用该方法能优化设计剪切流传感器,确定传感器各部件尺寸.试验证明该方法所设计剪切流传感器能够满足测量要求.     

300 MHz氮化铝轮廓模式谐振器的设计

氮化铝轮廓模式谐振器(CMR)能够满足现代无线通信对单片、多频段、可重构的多频率源的需求,具有很大的应用前景。针对目前无具体单个CMR频点的设计方法,提出了一种结合CMR性能参数的影响因素分析和有限元计算的CMR设计方法。该文对CMR的谐振频率、质量因子、机电耦合系数和动态电阻等谐振器主要性能参数的影响因素进行理论分析得到CMR结构的初始尺寸,再利用COMSOL有限元软件建立CMR几何模型并进行频域求解得到相应的频率-导纳曲线和频率-质量因子曲线;根据仿真结果和理论计算对CMR初始结构尺寸进行优化,并仿真设计了一个氮化铝CMR,其谐振频率为300 MHz,质量因子约为1 010,机电耦合系数约为1.64%。     

电阻加载环形谐振器在微带均衡器中的应用

文中提出了一种薄膜电阻加载的微带环形谐振器,并用其设计了一种新型均衡器子机构。研究表明:通过电阻加载的环形谐振器不仅具有中心频率和衰减幅度调节功能,而且能够对电路的品质因数进行调节,为均衡器的设计提供了极大的方便。最后给出了利用这种形环谐振器设计的均衡器的典型曲线。     

一种MEMS体声波硅谐振器的设计

设计了一种基于SOI衬底工艺的MEMS体声波硅谐振器及其制造方法。利用有限元分析软件对该谐振器进行了模态分析,并针对提高品质因数Q,研究了其损耗机制。结果表明：谐振频率可达108MHz,且取决于硅材料特性和器件尺寸,而品质因数则决定于支撑损耗。最后,从振动模态和传输线模型角度出发,提出了减少支撑损耗提高Q值的可行性方法,包括将支撑梁放置在振动节点处、梁长度设置为弹性波长的1/4及在衬底端设置声波反射器。     

电阻加载的螺旋型谐振器在微带均衡器中的应用

提出了一种薄膜电阻加载的矩形螺旋型谐振器,并利用其设计了一种甚小尺寸的微带均衡器子结构电路,对薄膜电阻的加载位置也进行了研究.通过在螺旋型谐振器中引入电阻加载,使得该电路能够进行品质因数调节.利用高频结构仿真软件分析表明这种电阻加载的螺旋型谐振器不仅能够进行中心频率调节、曲线衰减幅度调节,而且能够对谐振回路的品质因数进行调节,适合在微带均衡器中应用,为微带均衡器的设计提供了一种新的设计途径.     

一种新型单块双频带通介质滤波器

为了得到质量小、品质因数(Q)值高和低温漂系数低的小型双频带通滤波器,提出了一种基于单块小型介质滤波器的设计方案。该滤波器由介质腔体和矩形介质谐振器组合而成,谐振器和腔体由同种材料构成,腔体内部不需要其他固定谐振器的措施,腔体外表面镀上一层金属银。通过用限元模拟软件法对滤波器结构进行仿真优化,得到滤波器的两个中心频率分别为3.18GHz和3.78GHz,两个频带的3dB带宽分别为60 MHz和23 MHz,在中心频率处回波损耗均低于-30dB。     

基于新型声表面波单端对谐振器的生物传感器

该文设计并制作了一种基于新型声表面波(SAW)单端对谐振器的金黄色葡萄球菌生物传感器,该传感器采用了叉指电极中间内置敏感区域的谐振器结构。首先基于微扰理论分析了SAW生物传感器的响应机理。然后结合耦合模理论分析,得到了该谐振器的频率响应曲线。通过网络分析仪测量,实际制作的SAW谐振器的频率响应与仿真结果一致,且具有高品质因数的优点。实验中采用该结构对金黄色葡萄球菌进行初步检测,结果表明检测结果线性度较好,为下一步实现SAW传感器特异性实时检测金黄色葡萄球菌奠定了基础。     

有限元方法计算介质腔谐振频率和品质因子

采用有限元方法计算了二维方形介质腔和二维微盘的谐振频率和品质因子,并给出了两种腔中磁场、电场振幅分布图,介质腔中的谐振问题对应亥姆霍兹波动方程的本征值问题,本征值的实部和虚部与谐振腔Q值关联;比较了近似解析解、FDTD解、FEM解的结果,对于谐振频率比较,FEM和解析解更接近,对于品质因子比较,低Q值结果FDTD和FEM结果相近,高Q值结果两者相差较大。通过比较知道,FEM方法比时域有限差分方法计算更准确,求解速度更快。