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基于CS-PVP K30复合物薄膜基的QCM湿度传感器 被引量：1
1
作者 王艳 陶金 +4 位作者 罗健 陈思毅 彭宏 王云霄 尹泽宇 《压电与声光》 北大核心 2025年第1期190-195,共6页
石英晶体微天平(QCM)作为纳克级精度传感器,通过在敏感区添加湿敏材料,能够在气相条件下高精度检测湿度,具有检测范围广、成本低和制作简单的优点。为提升湿敏材料的性能,扩展基于QCM的湿度传感器的应用,构建了基于壳聚糖(CS)基底,聚乙... 石英晶体微天平(QCM)作为纳克级精度传感器,通过在敏感区添加湿敏材料,能够在气相条件下高精度检测湿度,具有检测范围广、成本低和制作简单的优点。为提升湿敏材料的性能,扩展基于QCM的湿度传感器的应用,构建了基于壳聚糖(CS)基底,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)成膜机理的复合物薄膜基的QCM湿度传感器。实验证明该传感器响应、恢复时间分别为13 s、14 s,在相对湿度11%~97%检测范围内的灵敏度达到57.84 Hz/%RH,在30天稳定性重复实验中最大频率波动小于10 Hz。 展开更多
关键词 湿度传感器 石英晶体微天平(QCM) 壳聚糖(CS) 聚乙烯吡咯烷酮(PVP) 灵敏度
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位移放大机构驱动的压电快速反射镜设计及仿真 被引量：1
2
作者 张宇 赵巍 +3 位作者 张以成 杨帅 梁晓阳 王威 《天津职业技术师范大学学报》 2025年第1期33-38,共6页
为解决以压电陶瓷为驱动源的快速反射镜在偏转角度上由于压电陶瓷伸长量较小而受限的问题,设计了一款位移放大机构驱动的压电快反镜。文章分析了驱动源数量及其布置方式,设计L形杠杆式位移放大机构对压电陶瓷的输出位移进行放大,选择微... 为解决以压电陶瓷为驱动源的快速反射镜在偏转角度上由于压电陶瓷伸长量较小而受限的问题,设计了一款位移放大机构驱动的压电快反镜。文章分析了驱动源数量及其布置方式,设计L形杠杆式位移放大机构对压电陶瓷的输出位移进行放大,选择微型光栅系统作为位移传感器,再通过搭配万向柔性铰链实现快反镜的偏转运动,并采用有限元方法进行仿真验证。结果表明:设计的快反镜偏转范围达到了0.5°,一阶谐振频率可达227.68 Hz,能够满足大行程、高带宽的工作需求。 展开更多
关键词 快速反射镜 压电陶瓷 放大机构 万向柔性铰链
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半球谐振陀螺关键技术及其发展趋势
3
作者 卜继军 方海斌 +4 位作者 雷霆 杨峰 周闯 方仲祺 谭品恒 《压电与声光》 北大核心 2025年第4期609-621,共13页
半球谐振陀螺(HRG)具备高精度、高可靠、长寿命等优点,产品已在海、陆、空、天各领域成功应用,相关制造、控制等技术成为振动陀螺领域的热点研究方向,但高精度、工程化HRG的研制依然面临较大技术挑战。结合多年研究基础,首先从理论基础... 半球谐振陀螺(HRG)具备高精度、高可靠、长寿命等优点,产品已在海、陆、空、天各领域成功应用,相关制造、控制等技术成为振动陀螺领域的热点研究方向,但高精度、工程化HRG的研制依然面临较大技术挑战。结合多年研究基础,首先从理论基础、关键技术及其发展等方面,对HRG的动力学模型、结构设计、材料与工艺、控制及误差补偿等技术的现阶段研究成果及存在问题展开了分析和讨论,总结了陀螺制造过程误差辨识及控制方法,提出了性能提升方案。然后介绍了国内外HRG典型产品的性能指标及应用情况,最后展望了HRG的未来发展趋势。 展开更多
关键词 半球谐振陀螺 动力学模型 误差机理 控制技术及误差补偿
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集成化微型半球陀螺技术研究
4
作者 魏琦 周斌 +3 位作者 张益楠 杨峰 王涵 林丙涛 《压电与声光》 北大核心 2025年第4期622-627,共6页
针对微型半球陀螺测控电路的小型化使用需求,通过高精度载波调制与Σ-Δ模数转换技术实现高精度电容检测,通过多级Σ-Δ调制和动态权重平均技术实现高精度力反馈,采用CPU结合硬件加速器实现闭环控制、正交误差抑制、温度补偿的软件算法... 针对微型半球陀螺测控电路的小型化使用需求,通过高精度载波调制与Σ-Δ模数转换技术实现高精度电容检测,通过多级Σ-Δ调制和动态权重平均技术实现高精度力反馈,采用CPU结合硬件加速器实现闭环控制、正交误差抑制、温度补偿的软件算法,解决了微型半球陀螺高精度、集成化、小型化测控难题,研制出了高精度的微型半球陀螺力反馈测控应用特定集成电路(ASIC)。在室温条件下,对采用该ASIC的微型半球陀螺进行了性能测试,实测陀螺零偏稳定性达到0.06(°)/h,量程为±5(°)/s,带宽为5 Hz。较传统的分立测控电路,陀螺的SWaP性能有明显提升。 展开更多
关键词 微型半球陀螺 力反馈 测控技术 ASIC
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石英半球谐振子亚表面损伤层在腐蚀中的演化分析
5
作者 贺海平 杨彬彬 +2 位作者 彭凯 周倩 刘建琼 《压电与声光》 北大核心 2025年第4期644-651,共8页
亚表面损伤层是半球谐振子最主要的振动损耗来源,为评价损伤深度并揭示损伤层在腐蚀过程中的演化特征规律,利用差动腐蚀法处理石英玻璃样品的亚表面损伤层。通过对腐蚀过程中的检测数据进行拓展分析和修正,能较准确地评价亚表面损伤层... 亚表面损伤层是半球谐振子最主要的振动损耗来源,为评价损伤深度并揭示损伤层在腐蚀过程中的演化特征规律,利用差动腐蚀法处理石英玻璃样品的亚表面损伤层。通过对腐蚀过程中的检测数据进行拓展分析和修正,能较准确地评价亚表面损伤层深度。采用共聚焦扫描的方法记录了腐蚀过程中样品表面形貌的演化全过程。结果显示样品的缺陷形态与所提理论模型较为吻合,样品的损伤层演化趋势相同,但具体形貌和损伤深度却有较大差异,其演化规律受到加工条件的直接影响。 展开更多
关键词 石英玻璃 半球谐振子 亚表面损伤 BOE 形貌演化
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压电谐振式音叉陀螺结构设计与仿真
6
作者 陈光伟 张一飞 +1 位作者 赵前程 曲发义 《仪表技术与传感器》 北大核心 2025年第4期45-49,共5页
针对静电陀螺需刻蚀亚微米电容间隙和大直流偏置电压的问题,提出了一种采用压电薄膜换能的谐振式音叉陀螺结构。理论分析了该结构的差分驱动原理、压电检测原理以及陀螺所受冲击载荷特性,并且使用有限元软件COMSOL对该压电陀螺结构进行... 针对静电陀螺需刻蚀亚微米电容间隙和大直流偏置电压的问题,提出了一种采用压电薄膜换能的谐振式音叉陀螺结构。理论分析了该结构的差分驱动原理、压电检测原理以及陀螺所受冲击载荷特性,并且使用有限元软件COMSOL对该压电陀螺结构进行了仿真分析。模态仿真结果表明:陀螺的驱动模态和检测模态的谐振频率分别为263.9 kHz和263.4 kHz,两者频差为0.5 kHz;标度系数仿真结果显示陀螺的电流灵敏度约为5.87 pA/[(°)·s^(-1)];根据冲击仿真结果,陀螺结构的最大应力约为57.3 MPa、最大位移量约为1.3μm,证明该结构有较好的抗冲击性能。此外,在300 K温度下仿真了该陀螺在不同真空度下的品质因数,结果表明其在压力为0.001 Pa时的品质因数约为100 721,在1atm压力时的品质因数约为6 531。 展开更多
关键词 压电传感器 压电陀螺 COMSOL仿真
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基于SMA驱动的压电旋转俘能器性能研究
7
作者 田晓超 牛德峰 +4 位作者 韩城泽 李响 杜泽磊 李沈芳 刘夏 《压电与声光》 北大核心 2025年第4期732-738,共7页
针对工业废热回收问题,设计了一种基于形状记忆合金(SMA)弹簧驱动的压电旋转俘能器。利用SMA吸收热能驱动压电振子振动转化为电能,从而实现废热回收利用。构建机械结构模型并阐述其工作原理,建立系统发电模型并进行仿真分析,探究压电振... 针对工业废热回收问题,设计了一种基于形状记忆合金(SMA)弹簧驱动的压电旋转俘能器。利用SMA吸收热能驱动压电振子振动转化为电能,从而实现废热回收利用。构建机械结构模型并阐述其工作原理,建立系统发电模型并进行仿真分析,探究压电振子参数对发电性能的影响,最终制作实验样机进行测试。试验结果表明,在水温100℃下,当压电振子长60 mm,输出电压最大为6.005 V;当压电振子厚度比为0.4时,发电性能最好,输出电压为6.174 V;当压电旋转俘能器啮合距离为3 mm、发电单元组数设置为4组时,达到了输出功率为0.174 mW的发电效果,验证了基于SMA驱动的压电旋转俘能器实现热能转化电能的可行性。 展开更多
关键词 压电俘能 旋转俘能器 形状记忆合金 压电振子 能量转换
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磁耦合悬臂双梁振动能量采集器性能研究
8
作者 石慧荣 宋世龙 +1 位作者 孙伟 左存胜 《兰州交通大学学报》 2025年第3期70-79,共10页
传统的压电振动能量采集器只能在较窄的谐振频段收集振动能量,为了拓展压电振动能量采集器的高效能量采集频带,将磁耦合结构引入E型悬臂双梁压电振动能量采集器,利用能量法和分析力学方法建立了压电悬臂双梁振动能量采集器的非线性动力... 传统的压电振动能量采集器只能在较窄的谐振频段收集振动能量,为了拓展压电振动能量采集器的高效能量采集频带,将磁耦合结构引入E型悬臂双梁压电振动能量采集器,利用能量法和分析力学方法建立了压电悬臂双梁振动能量采集器的非线性动力学模型,分析了加速度激励、磁铁质量、磁铁间距对压电悬臂双梁能量采集器动态特性和电能输出特性的影响规律。通过与非磁耦合线性系统的比较表明,磁耦合力能够使系统产生双稳态非线性振动,可有效拓展能量采集带宽并提高输出电压,在适当的磁铁间距下,采集器的频带宽度拓展了近4倍,使系统较线性结构具有更高的能量采集效率;同时适当的加速度激励能触发悬臂梁势阱间的跃迁运动,从而实现较大电压输出;并且在特定的外部激励下,降低端部质量比能使采集器在更宽的频带上采集能量。 展开更多
关键词 压电 能量采集器 磁耦合 双稳态 非线性
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半球谐振陀螺噪声特征研究 被引量：1
9
作者 张挺 方海斌 +1 位作者 卜继军 雷霆 《压电与声光》 北大核心 2025年第3期496-499,共4页
半球谐振陀螺在航天器姿态控制领域应用广泛。针对航天器对陀螺噪声的要求,采用Allan方差分析了半球谐振陀螺的噪声组成,并与光纤陀螺、MEMS陀螺进行了对比。Allan方差分析结果表明,半球谐振陀螺的噪声以量化噪声为主,角度随机游走的成... 半球谐振陀螺在航天器姿态控制领域应用广泛。针对航天器对陀螺噪声的要求,采用Allan方差分析了半球谐振陀螺的噪声组成,并与光纤陀螺、MEMS陀螺进行了对比。Allan方差分析结果表明,半球谐振陀螺的噪声以量化噪声为主,角度随机游走的成分很少,而光纤陀螺和MEMS陀螺的噪声由角度随机游走组成,基本无量化噪声。因此,降低半球谐振陀螺的噪声应从降低量化噪声入手。通过调整电路参数降低了陀螺噪声,证实了措施的有效性,同时为进一步降低半球谐振陀螺噪声指明了研究方向。 展开更多
关键词 半球谐振陀螺 噪声 ALLAN方差 量化噪声
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高掺钪AlN压电薄膜HBAR器件及工艺研究 被引量：2
10
作者 赵佳 姜文铮 +1 位作者 周琮泉 母志强 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第1期76-79,共4页
本文研究了高掺钪氮化铝(Al_(x) Sc_(1-x) N)压电薄膜高次谐波体声波谐振器(HBAR)的设计仿真与关键制备工艺。仿真研究了钪掺杂对压电材料和HBAR器件性能影响,研究表明:30%钪组分的Al_(0.7) Sc_(0.3) N薄膜能够提升谐振器近5倍的有效机... 本文研究了高掺钪氮化铝(Al_(x) Sc_(1-x) N)压电薄膜高次谐波体声波谐振器(HBAR)的设计仿真与关键制备工艺。仿真研究了钪掺杂对压电材料和HBAR器件性能影响,研究表明:30%钪组分的Al_(0.7) Sc_(0.3) N薄膜能够提升谐振器近5倍的有效机电耦合系数(k_(eff)^(2))。研究了电感耦合等离子体刻蚀(ICP)刻蚀工艺对Mo电极斜坡角度的影响,通过调控工艺参数可以实现侧壁倾角10°~90°大范围调节。研发了Cl_(2)/BCl_(3)/Ar混合气体作为反应气体的Al_(0.7) Sc_(0.3) N薄膜ICP刻蚀工艺,刻蚀速率高达100 nm/min并获得垂直的侧壁形貌。在此基础上成功制备出Al_(0.7) Sc_(0.3) N压电薄膜HBAR谐振器,k_(eff)^(2)达到0.24%,与纯氮化铝(AlN)相比具有显著的提升效果。 展开更多
关键词 掺钪氮化铝 高钪掺杂 压电薄膜 电感耦合等离子体刻蚀 高次谐波体声波谐振器
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基于MFC的压电振动能量采集器 被引量：1
11
作者 何悦 袁天辰 +1 位作者 杨俭 宋瑞刚 《电子科技》 2025年第3期16-21,共6页
机械振动是环境中常见的运动形式,对其进行能量采集可以满足无线传感节点等低功耗器件的用电需求。压电式发电具有良好的应用前景,针对压电式发电因压电材料的不足而受到限制问题,文中设计了一种基于MFC(Macro Fiber Composite)的压电... 机械振动是环境中常见的运动形式,对其进行能量采集可以满足无线传感节点等低功耗器件的用电需求。压电式发电具有良好的应用前景,针对压电式发电因压电材料的不足而受到限制问题,文中设计了一种基于MFC(Macro Fiber Composite)的压电振动能量采集器,利用圆环型结构的大变形振动和MFC良好的柔韧性实现了低频振动能量采集。文中研究了MFC压电片在圆环不同位置的输出性能,结果显示当MFC压电片与导柱夹角为97°时,采集器的输出电压达到峰值。通过有限元仿真和实验对比验证发现采集器的共振频率为3.8 Hz,在0.3 g激励下,共振时实验样机的输出电压为6.60 V,功率达到0.17 mW,仿真和实验结果基本一致。 展开更多
关键词 能量采集 MFC 频域响应 有限元分析 压电效应 低频谐振 COMSOL 压电材料
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环状电极压电作动器的制备与位移检测 被引量：1
12
作者 李海吉 刘永刚 +1 位作者 王亚腾 杜哲 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第4期110-113,共4页
本文提出了一种基于交叉指型排列分布的环状电极压电作动器,分析了其电极结构与驱动原理,采用丝网印刷法对环状电极压电作动器的电极进行制作,并进行极化,完成对待测元件的制备。搭建了位移检测平台,对待测元件的静态性能进行检测。试... 本文提出了一种基于交叉指型排列分布的环状电极压电作动器,分析了其电极结构与驱动原理,采用丝网印刷法对环状电极压电作动器的电极进行制作,并进行极化,完成对待测元件的制备。搭建了位移检测平台,对待测元件的静态性能进行检测。试验结果表明:激励信号波形对直径为?25 mm、厚度为2 mm、电极宽度为0.8 mm、分支电极中心距为1.6 mm的环状电极压电作动器的峰值位移影响不大。当激励频率从0.2 Hz逐渐增加到1.0 Hz时,其位移峰值从1.5μm降低到了1.3μm。激励电压对该元件的峰值位移影响比较大,当激励电压幅值为50 V时,其峰值位移只有0.4μm;当激励电压幅值为200 V时,其峰值位移达到了1.5μm,是相同结构的传统电极压电作动器的2.37倍,该驱动器具有较好的位移性能。 展开更多
关键词 环状电极 制备 压电作动器 激励信号 径向位移
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基于GRU-NN预测模型的压电作动器MPC-KAN控制方法 被引量：1
13
作者 郭辰星 李自成 徐瑞瑞 《压电与声光》 北大核心 2025年第1期157-162,171,共7页
为了提高压电作动器(PEAs)的轨迹跟踪性能,提出了一种基于门控递归单元(GRU)神经网络(NN)预测模型的Kolmogorov-Arnold网络前馈模型预测控制(MPC-KAN)。与神经网络逆模型控制不同,该方法使用GRU-NN正向建模,并根据模型预测结果调整模型... 为了提高压电作动器(PEAs)的轨迹跟踪性能,提出了一种基于门控递归单元(GRU)神经网络(NN)预测模型的Kolmogorov-Arnold网络前馈模型预测控制(MPC-KAN)。与神经网络逆模型控制不同,该方法使用GRU-NN正向建模,并根据模型预测结果调整模型预测控制(MPC)的输出。首先,根据线性化模型选择GRU-NN的训练输入特征,并训练该网络。然后,为了提高优化效果和缩短优化时间,将麻雀搜索算法(SSA)用作MPC优化器,并建立Kolmogorov-Arnold网络(KAN)以替代SSA优化。该方法的有效性在PEAs平台上得到验证,与传统方法相比,控制精度提高了约30%。 展开更多
关键词 压电陶瓷作动器 高精度跟踪 模型预测控制 GRU网络 KAN网络
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钕掺杂BSPT基高温压电陶瓷的性能研究 被引量：1
14
作者 涂浩 官尚义 +2 位作者 史伟 陈强 邢洁 《压电与声光》 北大核心 2025年第1期81-87,共7页
采用传统固相反应法制备了Nd掺杂的BiScO_(3)-PbTiO_(3)(BSPT)高温压电陶瓷。在确定BSPT准同型相界的基础上,系统研究了Nd掺杂对其结构和性能的影响。结果表明,通过Nd掺杂可调控BSPT陶瓷相结构和畴结构,进而有效提高其压电性能和温度稳... 采用传统固相反应法制备了Nd掺杂的BiScO_(3)-PbTiO_(3)(BSPT)高温压电陶瓷。在确定BSPT准同型相界的基础上,系统研究了Nd掺杂对其结构和性能的影响。结果表明,通过Nd掺杂可调控BSPT陶瓷相结构和畴结构,进而有效提高其压电性能和温度稳定性。当BS掺杂含量(摩尔分数)为37%,Nd掺杂浓度(摩尔分数)为3.0%时,陶瓷具有最佳的压电性能,其压电常数d_(33)为620 pC/N,居里温度约为405℃,且具有良好的温度稳定性。 展开更多
关键词 高温压电陶瓷 BiScO_(3)-PbTiO_(3) MPB 温度稳定性 畴结构
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多方式宽频复合能量采集器 被引量：1
15
作者 刘俊杰 喻涛涛 +3 位作者 潘卫强 周零志 陈万通 宋芳 《传感器与微系统》 北大核心 2025年第1期119-122,126,共5页
针对传统压电悬臂梁能量采集器采集方式单一、采集频率范围小、效率低的问题,设计了一种包含杠杆位移放大、压电双晶梁能量采集、电磁能量采集的复合式能量采集器。建立了该能量采集器的理论模型,制作了实验样机,研究了该复合能量采集... 针对传统压电悬臂梁能量采集器采集方式单一、采集频率范围小、效率低的问题,设计了一种包含杠杆位移放大、压电双晶梁能量采集、电磁能量采集的复合式能量采集器。建立了该能量采集器的理论模型,制作了实验样机,研究了该复合能量采集器分别在单次按压、循环按压、不同激振频率条件下的输出特性。结果表明:该能量采集器可在超低频工作,具有更宽的采集频带,验证了压电电磁复合结构的合理性。单次按压条件下,产生的瞬时峰值电压为-37.6 V;2 Hz循环按压条件下,产生的均方根电压为:16.7 V;激振频率为15 Hz时有最大均方根电压为38.1 V,外接电阻最佳阻值7 kΩ时最大功率为19.36 mW。 展开更多
关键词 宽频 压电双晶梁 复合能量采集器 杠杆位移放大
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X切LNOI谐振器的横模抑制方法研究
16
作者 王浩东 帅垚 +3 位作者 吴传贵 彭斌 潘忻强 张万里 《压电与声光》 北大核心 2025年第3期474-478,共5页
研究了基于X切LNOI(LiNbO_(3)on Insulator)衬底的声表面波谐振器。在保持谐振器品质因数(Q)值不变的情况下,采用电极假指长度加权的方法来抑制横向模态。设计并制备了不同结构的加权电极结构谐振器,系统地探讨了电极加权周期及幅值对... 研究了基于X切LNOI(LiNbO_(3)on Insulator)衬底的声表面波谐振器。在保持谐振器品质因数(Q)值不变的情况下,采用电极假指长度加权的方法来抑制横向模态。设计并制备了不同结构的加权电极结构谐振器,系统地探讨了电极加权周期及幅值对横向模态的影响规律。通过对比分析,确定了在频率2.5 GHz下X切LNOI结构的最佳加权电极结构。实验结果表明,调整加权电极的设计可以有效抑制因X切LN(LiNbO_(3))材料引发的横向模态,进而优化谐振器的性能。 展开更多
关键词 LNOI 声表面波 机电耦合系数 横向模态抑制 加权电极
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倾斜小锤结构对SAW谐振器性能的影响研究
17
作者 李强 帅垚 +2 位作者 吴传贵 罗文博 张万里 《压电与声光》 北大核心 2025年第3期484-489,共6页
为了提升5G时代高频滤波器的性能,研究了基于X-37°Y LiNbO3为压电衬底的固态装配型谐振器(SMR)结构的声表面波(SAW)谐振器。通过二维和三维有限元仿真,研究了谐振器结构参数对其性能的影响,并通过流片验证了仿真结果。结果表明,该... 为了提升5G时代高频滤波器的性能,研究了基于X-37°Y LiNbO3为压电衬底的固态装配型谐振器(SMR)结构的声表面波(SAW)谐振器。通过二维和三维有限元仿真,研究了谐振器结构参数对其性能的影响,并通过流片验证了仿真结果。结果表明,该结构下旋转角37°时谐振器性能最优,且倾斜角度的增加可增强对横向模态杂散的抑制效果,当倾斜角度超过18°后效果减弱并引入新的杂散。倾斜小锤结构在一定程度上能提高谐振器的品质因数(Q)值,由此确定其最佳倾斜角度为15°~18°,且能在抑制杂散和保持Q值间取得平衡,这为高频SAW滤波器提供了设计指导。 展开更多
关键词 固态装配型谐振器(SMR) 声表面波谐振器 有限元仿真 倾斜小锤结构 品质因数
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具有布喇格反射层谐振器带内横模抑制结构设计
18
作者 李磊 帅垚 +5 位作者 李金晔 范维 吴达豪 罗文博 吴传贵 张万里 《压电与声光》 北大核心 2025年第2期262-267,共6页
研究了基于X切铌酸锂材料且具有布喇格反射层结构的谐振器,通过有限元(FEM)仿真模拟计算了面内旋转角和Al电极厚度对机电耦合系数、相速度和阻抗比的影响。搭建三维有限元(3D FEM)结构探究了谐振器带内的横向模式与半周期的关系,并对比... 研究了基于X切铌酸锂材料且具有布喇格反射层结构的谐振器,通过有限元(FEM)仿真模拟计算了面内旋转角和Al电极厚度对机电耦合系数、相速度和阻抗比的影响。搭建三维有限元(3D FEM)结构探究了谐振器带内的横向模式与半周期的关系,并对比了两种小锤结构对横向模式的抑制作用,小锤结构无法对SMR谐振器的横向模式进行有效抑制。设计了3种加权谐振器结构,分别是加权无假指、加权有假指和加权有小锤。实验对比了普通谐振器与3种加权谐振器的性能。结果表明,3种加权谐振器的机电耦合系数(K^(2))都超过了15%,阻抗比约为60 dB,均对带内横向模式有明显的抑制作用。 展开更多
关键词 声表面波谐振器 S_(0)模态 X切LN 横向模式抑制 加权结构
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用于N77频段的高优值S_(0)兰姆波声表面波谐振器仿真与制备
19
作者 蔡乔 帅垚 +3 位作者 彭斌 吴传贵 潘忻强 张万里 《压电与声光》 北大核心 2025年第2期209-214,共6页
N77频段对声表面波滤波器提出了大带宽、低损耗等要求,但使用低声速声学模态以及单层功能层衬底结构的谐振器无法同时实现高频、宽带的目标,因此提出了基于X-37°Y铌酸锂薄膜与SiO_(2)/Ta_(2)O_(5)布喇格反射层设计,并制备了固态装... N77频段对声表面波滤波器提出了大带宽、低损耗等要求,但使用低声速声学模态以及单层功能层衬底结构的谐振器无法同时实现高频、宽带的目标,因此提出了基于X-37°Y铌酸锂薄膜与SiO_(2)/Ta_(2)O_(5)布喇格反射层设计,并制备了固态装配型的声表面波谐振器。首先确定谐振器的工作模态为高相速度S_(0)兰姆波,通过仿真各层薄膜厚度对器件性能的影响,确定了谐振器中各层薄膜材料的厚度;然后基于该器件结构参数,针对N77频段制备了一组电极周期为1.40~1.86μm的谐振器并对其性能进行测试。结果表明,实测结果与仿真基本一致,实测谐振器具有大机电耦合系数(k^(2)>22%)和高品质因子(Q_(max)>900)的特性,且优值因子超过200,性能优于采用同种声学模式的其他谐振器,有望应用于N77等5G频段的滤波器。 展开更多
关键词 S_(0)兰姆波 声表面波谐振器 布喇格反射层 N77频段 高优值因子
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基于S_(0)模态的谐振器杂波抑制方法
20
作者 郭天赐 帅垚 +2 位作者 罗文博 吴传贵 张万里 《压电与声光》 北大核心 2025年第3期479-483,共5页
杂波抑制是高性能声表面波(SAW)谐振器面临的一个巨大挑战。为了抑制在高频宽带谐振器出现的杂波,以X-40°Y-LiNbO_(3)(LN)/SiO_(2)/Ta_(2)O_(5)/SiO_(2)/Ta_(2)O_(5)/SiO_(2)/Si结构为衬底激发S0模态声表面波,得到高频宽带的谐振器... 杂波抑制是高性能声表面波(SAW)谐振器面临的一个巨大挑战。为了抑制在高频宽带谐振器出现的杂波,以X-40°Y-LiNbO_(3)(LN)/SiO_(2)/Ta_(2)O_(5)/SiO_(2)/Ta_(2)O_(5)/SiO_(2)/Si结构为衬底激发S0模态声表面波,得到高频宽带的谐振器,同时对杂波抑制进行了深入研究。提出了两种新型叉指换能器(IDT)设计方案,并进行仿真和流片验证。测试结果表明,所提出的三母线IDT结构为高频宽带谐振器提供了良好的杂波抑制,同时使品质因数(Q)与正常类型谐振器保持相同的水平。通过流片测试比较了不同切指形状叉指换能器(IDT)对谐振器的杂波抑制效果。 展开更多
关键词 谐振器 杂波抑制 机电耦合系数 叉指结构 切指
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