2015, 37(6). DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.000
摘要:
2015, 37(6). DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.042
摘要:
2015, 37(6). DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.043
摘要:
2015, 37(6). DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.044
摘要:
2015, 37(6):923-925. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.001
摘要:基于高次谐波体声波谐振器(HBAR)的高Q值梳谱信号产生的特性提出了一种低相位噪声频率合成方法。该文根据HBAR的工作原理,采用HBAR与声表滤波器级联的方法共同构成低噪声振荡环路直接产生S波段信号,然后通过四倍频模块输出X波段频率信号。采用HBAR与声表滤波器串联的方式提高了带外频响抑制,输出的2.2 GHz信号的相位噪声达 -118.9 dBc/Hz@1 kHz,四倍频后得到的X波段信号8.8 GHz的相噪达到-107.4 dBc/Hz@1 kHz。
2015, 37(6):926-929. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.002
摘要:为了提高压电陶瓷驱动器在调节光学谐振腔长度时的精度,设计了一种压电陶瓷驱动系统。同时,为了改善压电陶瓷的迟滞特性,利用Duhem迟滞模型对其进行建模,利用梯度下降法对模型参数进行辨识,得到迟滞模型;并利用逆模型补偿及比例、积分、微分(PID)复合控制方法进行控制。实验结果表明,Duhem模型可以有效地拟合压电陶瓷驱动器的迟滞,在15 μm的范围内,最大拟合误差小于0.2 μm ;同时,在复合控制下,驱动器的最大控制误差为12 nm,表明该复合控制方法的有效性。
2015, 37(6):930-933. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.003
摘要:针对目前雷达侦察接收机难以兼顾瞬时大带宽和高灵敏度性能的紧迫形势,深入研究了声光信道化接收技术。其充分利用声光调制和空间傅里叶变换所具有的大带宽、高速度及并行处理等技术优势,并结合多级自适应积分光电转换,实现复杂电磁环境下对目标信号的高效截获。实验证明,声光信道化接收系统具有捕获信号范围宽,自适应能力强,检测灵敏度高等特点,并能有效分离同时到达信号。经样机测试,系统瞬时工作带宽为1 GHz时,信号探测灵敏度仍可高达-95 dBm,在电子侦察领域具有很高的应用价值。
陈运祥 , 董加和 , 司美菊 , 李洪平 , 赵雪梅 , 张永川 , 于新晓 , 刘善群
2015, 37(6):934-936. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.004
摘要:介绍了FBAR用复合氮化铝(AlN)压电薄膜的制作方法。采用双S枪中频(40 kHz)磁控反应性溅射铝靶制作出了AlN压电薄膜。采用双S枪直流(DC)磁控溅射钼(Mo)靶制作出了Mo电极薄膜。对AlN压电薄膜、Mo电极薄膜进行了X线衍射(XRD)分析,结果表明,AlN压电薄膜(002)面、Mo薄膜(110)面择优取向优良。对4″Si基AlN压电薄膜进行了膜厚测试,结果表明,其膜厚均匀性优于±0.5%。对4″Si基AlN压电薄膜、Mo薄膜进行了应力测试,结果表明,其应力分别在-100~+100 MPa及-150~+220 MPa;对4″Si基Mo/AlN/Mo/AlN复合压电薄膜应力进行了应力测试,结果表明,其应力低达-71.518 5 MPa。对4″Si基AlN压电薄膜进行了化学成分分析,结果表明,其Al∶N原子比为51.8∶48.2。
2015, 37(6):937-940. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.005
摘要:该文计算了涂覆聚合物膜的 Love 波传感器波速和波导层相对膜厚的关系,并进行了实验验证。Love 波器件以ST-90°X石英晶体为基片,在基片表面镀一层不同膜厚的聚乙烯醇(PVA)膜作为波导层兼吸湿层。采用网络分析仪测量了相对湿度35%左右器件的工作频率和插入损耗分别随膜厚的变化,算出 Love 波波速和 PVA 相对膜厚的关系,当PVA膜厚度从0增大到波长的5%时,Love波速度由约4 992 m/s降低到4 840 m/s,和理论计算结果一致。
2015, 37(6):941-944. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.006
摘要:为实现微机械陀螺表头信号的高精度采集,采用基于过采样原理的∑-Δ 模数转换器(ADC)作为模数信号转换单元是一种新的选择。为此设计了一种二阶带通连续时间的∑-Δ ADC,该 ∑-Δ ADC由二阶带通连续时间∑-Δ调制器和数字抽取滤波器组成。其中数字抽取滤波器通过两级抽取滤波实现,第一级是梳状滤波器(CIC),第二级是有限冲击响应(FIR)补偿滤波器。通过Matlab/Simulink建模仿真和电路实验验证了所设计的∑-Δ ADC能对简化的微机械陀螺表头信号进行有效采集,仿真得到带内信噪比约为104 dB;经电路实验测得带内信噪比约为87 dB。
2015, 37(6):945-949. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.007
摘要:惯性测量单元测量敏感点与载体坐标系原点不重合,标定和使用过程中存在角运动,从而引入杆臂效应误差。针对这一问题,该文提出基于卡尔曼滤波算法的杆臂标定方法。根据杆臂效应误差模型,分析了内、外杆臂效应之间联系。以线速度误差为观测量,建立卡尔曼滤波方程,通过对系统的可观测性分析,设计了两轴联动式的误差激励方式。以五级海况摇摆实验为例,动态时系统的线速度误差较未补偿杆臂效应时降低73%。
2015, 37(6):950-953. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.008
摘要:为减小压电陶瓷的迟滞非线性对系统跟踪精度的影响,该文采用经典的存在逆解析的PI迟滞模型对压电陶瓷的迟滞特性进行建模,将PI模型的逆模型用于压电陶瓷的前馈控制算法中,然后设计了神经元比例、积分、微分(PID)反馈控制算法,将前馈控制算法与神经元PID反馈控制算法结合得到了压电陶瓷的复合控制算法。将仅含前馈的控制算法和复合控制算法在压电陶瓷的控制器上执行,实验结果表明,仅含前馈的控制算法的跟踪误差为1.256 μm,而复合控制算法的跟踪误差仅为0.092 μm,该复合控制算法使跟踪精度提高了1.164 μm。
董加和 , 陈运祥 , 冷俊林 , 张显洪 , 张永川 , 王岚 , 王洁
2015, 37(6):954-956. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.009
摘要:该文从理论上计算得到了ZnO(a面)/蓝宝石(r面)结构的声表面波相速度和机电耦合系数色散曲线。依据该色散曲线设计了ZnO(a面)/蓝宝石(r面)结构声表面波滤波器。采用在蓝宝石衬底上先制备ZnO薄膜然后再制作芯片结构的方案研制出了声表面波器件样品。研制过程中生长出了a面结构的ZnO薄膜,其中厚膜样品测试得到了3种声波模式,即模式0、1及2,模式0、1和2的频率分别为1 073.79 MHz,1 290.63 MHz和1 572.3 MHz, 因此,间接测得了模式0、1和2的相速度分别为3 865.67 m/s, 4 646.25 m/s和5 660.27 m/s。
2015, 37(6):957-959. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.010
摘要:报道了La3Ga5.5Ta0.5O14(LGT)和La3Ga5.5Nb0.5O14(LGN)压电晶体的生长及其性能研究。采用提拉法成功生长了80 mm×90 mm的晶体。采用LCR电桥、谐振反谐振法测量了晶体的相对介电常数和压电应变常数,并测试了电阻率随温度的变化。测试结果表明晶体存在良好的压电性能,在高温传感器领域具有巨大的应用价值。
2015, 37(6):960-965. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.011
摘要:载荷、温度等不利的外部环境因素将影响压电智能传感器信号的接收和发射。该文设计了一种自行封装的压电智能骨料传感器(约8~15 cm3),通过被动监测技术,对SAB、SAS两组压电智能骨料传感器进行截面抗压承载力的力学性能实验,记录被动监测信号突变点(即声发射信号)并进行分析。结果表明,0.24~0.41 MPa应力区间为压电智能骨料传感器正常工作危险区域,而0.41~0.61 MPa应力区间为正常工作的极限区域。压电智能骨料传感器实际抗压承载力的80%相当于达到了外包层C30混凝土标准抗压强度的90%,充分说明了SAS类压电智能骨料传感器具有非常好的抗压工作性能,揭示了压电智能骨料传感器在抗压等实际工程条件下的良好服役性能。
2015, 37(6):969-972. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.013
摘要:研究了白噪声激励下双稳态压电发电系统的响应特性。首先利用蒙特卡罗法模拟高斯白噪声;然后利用数值模拟和实验的方法分别分析了噪声强度、负载阻抗和初始值对系统响应特性的影响。得到了噪声强度的增加会减少双稳态系统两个稳定平衡点之间的跳跃时间。通过给出大幅运动的吸引域说明初始值会影响系统的运动状态,从而影响输出功率,当电阻为19.1 kΩ时,输出功率最大。
2015, 37(6):973-977. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.014
摘要:非共振光声红外气体检测系统因其结构简单,成本低和检测灵敏度高的特点,具有较好的应用前景。该文提出了以聚偏氟乙烯(PVDF)压电膜片为微压敏感元件的非共振光声探测器,利用ANSYS对压电膜片进行了有限元分析,设计制备了双膜片结构微压敏感元件,其中PVDF压电膜片厚度为20 μm,尺寸为10 mm×5 mm。设计了包含吸收腔和补偿腔的双腔室结构,并完成了光声探测器的封装。将光声探测器应用于非分光红外(NDIR)气体检测系统,探测器的输出信号与CO2气体浓度有较好的线性关系,最低理论检测浓度约为29×10-6。
2015, 37(6):978-982. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.015
摘要:为了进一步细化汽油雾化粒径,该文基于一维振动理论研究设计了一种汽油超声喷嘴。采用有限元法分析振动模态和谐响应,获得其谐振频率、振动位移与工作应力分布,理论频率30.157 kHz与HP4286A LCR精密阻抗测试仪实测频率30.862 kHz接近。此外,对超声喷嘴的汽油雾化效果进行了理论计算分析与试验研究,理论计算粒径24.38 μm,实测粒径27.62 μm,两者基本一致,比传统汽油喷油嘴的雾化粒径(约50 μm)缩小约2倍。研究结果有效地改善了汽油的雾化质量,提高了燃油利用率。
2015, 37(6):983-986. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.016
摘要:采用传统固相法制备Sb2O3掺杂(Ba0.7Sr0.3)Ti1.005O3系介电陶瓷,通过扫描电镜、X线衍射仪及LCR测试系统,研究不同含量的Sb2O3及烧结工艺参数对TiO2过量的钛酸锶钡体系微观结构及介电性能的影响。结果表明,随Sb2O3掺杂量增大,(Ba0.7Sr0.3)Ti1.005O3陶瓷由立方钙钛矿结构单相固溶体转变为多相化合物。在TiO2过量的(Ba0.7Sr0.3)Ti1.005O3陶瓷中,Sb3+进入钙钛矿晶格A位。Sb2O3添加量较大时,(Ba0.7Sr0.3)Ti1.005O3基陶瓷晶粒异常长大,粒径分布不均匀,且有柱状晶粒出现。随Sb2O3掺杂量增大,(Ba0.7Sr0.3)Ti1.005O3基陶瓷居里温度及介电常数峰先增大后减小。提高(Ba0.7Sr0.3)Ti1.005O3基陶瓷的烧结温度并延长保温时间有利于改善Sb2O3掺杂量较高时(Ba0.7Sr0.3)Ti1.005O3基陶瓷室温的介电性能。
2015, 37(6):987-990. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.017
摘要:针对常见的超声振动系统难以满足体内碎石对小体积和大振幅的要求,对小体积实现大振幅的超声振动系统的设计原理和方法进行研究。根据任意截面杆的波动方程,得到单一截面杆的位移方程和应力方程,并通过振动系统的边界条件,推导出超声振动系统的频率方程。根据推导出的频率方程,设计出用于碎石的超声振动系统,对所设计的超声振动系统振动性能进行有限元分析和试验测试,分析和试验结果表明,振动系统谐振频率的设计结果和有限元分析及测试结果的误差均在3%以内,测得碎石振动系统的振幅为25 μm。
2015, 37(6):991-994. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.018
摘要:提出了一种紧凑、低成本、可完全印制的缝隙加载领结型无芯射频识别标签的设计。标签由2个梯形金属贴片组成,2组谐振频率邻近的缝隙谐振器分别加载在2个贴片上。在不增加缝隙间相互耦合的前提下,标签在超宽带频段内容纳的数据位数提高了1倍,在35 mm×33 mm的合理尺寸内,12个缝隙谐振器对应12位数据。仿真给出了标签的雷达散射截面积曲线,实测是在双站天线配置下进行,在频域内测出了传输系数s21。实测和仿真结果一致,验证了本设计的合理性。该标签具有高数据位数和低成本,因其只需1个导电层,所以能被直接印刷在ID卡甚至纸张上。
2015, 37(6):995-998. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.019
摘要:压电石英三向力传感器受热影响会导致输出信号产生偏差。基于温度均匀分布假设分析了压电传感器预紧结构在温度影响下的热变形规律,得出施加在压电石英上的热应力是传感器输出信号偏差的主要原因的结论。利用有限元软件对预紧结构加热过程中压电石英所受载荷变化过程进行分析,结果表明,随着热量的流入,压电石英在预紧力施加的方向上的应力变化为-3 315 kPa。最后,基于信号偏差的分析结论改进传感器的预紧结构,并设计对比实验进行验证。在240 s的加热过程中,改进后测力仪的预紧方向输出信号变化不大于4 mV,能够抑制由温度变化引起的输出信号偏差,提高测试准确性。
2015, 37(6):1003-1008. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.021
摘要:为了提高压电能量收集器的工作频带宽度、降低其固有频率并提高收集效率,设计了一种多质量块宽频压电能量收集器。建立多质量块压电悬臂梁的理论模型,分析质量块位置对输出功率的影响;有限元分析质量块数量对输出电压和固有频率的影响;搭建试验台,对多质量块宽频压电能量收集器进行测试。实验测得:随着悬臂梁自由端质量块数量的增加其一阶固有频率由62 Hz降至28 Hz,工作频带宽度增加39.3%,输出功率由17 mW增加至31 mW,且整流后得到的功率是桥式整流电路的1.31倍。实验结果表明,随着质量块数量的增加,压电悬臂梁的一阶固有频率降低,频宽增大,输出功率增加,且新的能量收集电路的转换效率比桥式整流电路高。
2015, 37(6):1009-1011. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.022
摘要:采用屏蔽腔的方法解决L波段混频组件的电磁兼容问题,通过HFSS软件计算分析优化屏蔽腔的连接结构,对连接结构的分析找到一种适用于L波段的电磁屏蔽腔外壳设计。最终根据此设计加工出用于L波段混频组件的带电磁屏蔽腔的组件外壳,经过电路的装配与封装测试达到了解决组件电磁兼容问题的目的。
2015, 37(6):1012-1015. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.023
摘要:为了收集并利用汽车通过公路时所产生的振动能量,设计了一种利用压电材料的正压电效应采集环境振动能量,把振动能转换成电能的道路用振动发电装置。为使压电材料和道路振动能巧妙结合从而吸收最大的外部能量,获得高的发电效率,进行了以下研究:分析了压电材料变形量对发电能力的影响,并设计了能找到压电材料产生最大电能的最小变形量的模型。通过实验分析压电片的联接方式对电能输出的影响,得到了以并联为主,串联为辅的混联电路模型。设计并制作了道路用压电发电装置模型,通过模拟实验测得其发电功率为0.061 2 W,电容储电功率为0.026 4 W,发电效率为14.42%,电容储电效率6.21%。
2015, 37(6):1016-1019. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.024
摘要:为研究同步箝位控制压电马达的动力学特性,运用系统仿真软件Maplesim,分别建立箝位开关、压电陶瓷片和单自由度振子的数值模型,进行了压电马达进行了整体性能仿真。该动态模型的仿真结果表明,该压电马达具有良好的步进特性,在驱动电压和占空比分别为100 V和50%时,空载单次步距为8.182 μm;输出轴平均速度随驱动电压的增加而增加,随负载和占空比的增加而减小,呈一定的函数关系。该仿真对压电箝位马达在实验和使用时的控制参数调节提供了重要参考。
2015, 37(6):1020-1024. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.025
摘要:在旋转调制寻北的基础上,提出少于一个旋转周期的快速寻北方法。建立了旋转调制寻北输出模型,介绍了三参数正弦拟合原理并推导出最小二乘估计算法的CramerRao下限,最后设计了光纤陀螺残周期快速寻北实验。实验结果表明,残周期残缺程度越大,寻北时间会越短,北向偏角会越大;实验陀螺应用该方法,1/3个周期寻北精度为0.3°,1个周期寻北精度为0.009°,达到一个周期内快速寻北的目的。
2015, 37(6):1025-1029. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.026
摘要:提出了一种单相驱动的立式短柱型压电直线超声电机,论述了该电机的动作原理和设计过程。该电机利用纵向振动和横向振动的耦合模态工作。为获得同一驱动频率的一致的双向运动特性,该电机采用对称结构,利用压电陶瓷在短路和开路时弹性模量存在差异的特性,用单相驱动信号实现了纵向和弯曲耦合模态的有效激发。以增大电机弯曲振动模态前后振幅比为目标,利用三自由度集中质量的简化模型,优化了定子的结构。制作了电机的原理样机,对其进行了输出性能测试。实验结果表明,电机的输出性能良好。电机定子长22 mm,自重3.3 g,0.3 N输出推力下最大速度达140 mm/s,5 N预压力下最大输出推力近1 N。
2015, 37(6):1030-1033. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.027
摘要:压电陶瓷电机具有高分辨率和压电驱动装置的动态特性,具有体积小、结构紧凑、成本低、输出力大、响应快、精度高、无电磁干扰等特点,但存在滞后误差、垂向位移误差,行程短的问题,尤其在电极损耗后,补偿量增大,严重影响了定位精度和难以满足三维加工的工作要求。该文通过对压电陶瓷电机驱动的百毫米以上超精密加工三维结构平台的性能研究,采用宏微双驱动协调控制,实现大行程和小步距的有机结合,对微动精密工作台性能进行实验,得到了平台运行的特性曲线。结果表明该机构的动态性和稳态性能良好,实现超低速、响应快、超高分辨率、高精度的双向步进运动,可以达到亚微米至纳米量级的定位精度,满足极微细电火花加工的高精度要求,为进一步研究压电陶瓷电机在超精密运动系统的应用、提高系统的定位精度,提供科学依据。
2015, 37(6):1034-1036. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.028
摘要:通过溶胶-凝胶(Sol-Gel)法在Pt/Ti/SiO2/Si基底上制备了多层PT/PZT(PbTiO3/Pb(Zr0.52Ti0.48)O3)薄膜,研究了不同退火时间对其纳米结构、结晶性能及相变特性的影响。利用FESEM测试了不同退火时间对薄膜纳米结构的影响,选用XRD与Raman分析了薄膜的结晶取向及相变特点。实验结果表明,随着退火时间的增加,薄膜的三方相向四方相转变,并具有(110)择优取向。退火时间为20 min是PZT薄膜的最佳退火时间,此时薄膜的结晶效果良好、晶粒大小均匀、具有纯钙钛矿结构,此种结构的薄膜有望应用于MEMS器件中。
2015, 37(6):1034-1042. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.029
摘要:针对静基座条件下大方位失调角时,平台自对准回路存在严重非线性的问题,设计了一种基于无迹粒子滤波技术的半球谐振陀螺平台自对准方案,并进行了数值仿真和转台试验验证。结果表明,此方法可缩短对准时间,具有算法简单,实用性强,对准精度高等特点,为半球谐振陀螺在平台中的应用进行了探索。
2015, 37(6):1043-1046. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.030
摘要:采用激光分子束外延法在Si(111)衬底上制备出沿c轴取向的AlN薄膜,在此基础上制备了Au/AlN/Si 金属绝缘体半导体(MIS)结构。研究了结构的电流传输机制、AlN/Si界面处的界面态密度值及分布情况。结果表明:AlN/Si异质结具有很好的整流特性,电流传输符合空间电荷限制传输机制,理想因子为2.88;结构的界面态密度约为1.1×1012 eV-1·cm-2,主要分布在距离Si衬底价带顶0.26 eV附近,由生长过程中引入的O杂质、N空位/N替代和Si原子代替N原子形成的Al-Si键组成。
金曙晨 , 杨青慧 , 梅兵 , 饶毅恒 , 田晓洁 , 张怀武
2015, 37(6):1053-1056. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.032
摘要:主要研究了退火工艺对钇铁石榴石(YIG)薄膜铁磁共振线宽的影响。实验中微米级的YIG薄膜通过磁控溅射法在Gd3Ga5O12(GGG)(111)衬底上制备,并通过750~950 ℃常压常规退火及750~850 ℃真空快速退火两种方式对薄膜进行退火晶化处理。最终系统地研究了薄膜的微观晶体结构、磁性能和铁磁共振线宽性能。研究发现,经过800 ℃,10 min的真空快速热处理的YIG薄膜磁性能优异,其铁磁共振线宽为2 626.1 A/m@9.3 GHz,阻尼系数α=2.077×10-3,薄膜表面粗糙度为1.9 nm。
2015, 37(6):1057-1060. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.033
摘要:设计了一种采用折叠双模谐振器结构的新型双模微带带通滤波器。通过在折叠双模谐振器两侧加载交叉耦合结构,使通带两端产生一对传输零点。实验结果表明,该滤波器具有结构紧凑,体积小,损耗低,带外抑制性能好等优点,且其中心频率为3.65 GHz,通带为2.5~4.8 GHz,最大回波损耗优于-33.5 dB,最小插入损耗为-0.18 dB,实测结果和仿真结果相吻合。
2015, 37(6):1061-1065. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.034
摘要:基于压电器件的等效电路模型,利用导纳圆理论图测量压电器件阻抗特性参数及过零检测相位差测量原理,构建了一套完整的压电器件性能参数阻抗测试系统。通过单片机控制信号产生幅值固定、频率可变的正弦信号,经功率放大后驱动压电器件产生超声高频振动,并采集压电器件两端的电压、电流及相位差信号,通过串口传给上位机。上位机采用基于Labview人机交互界面,实现压电器件阻抗特性参数计算和图形显示。实验结果表明,本测试系统能测量压电器件各主要相关参数,并动态显示阻抗特性曲线,可用于压电器件的参数测试与性能评估。
2015, 37(6):1066-1070. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.035
摘要:由于体声波传感器具有灵敏度高,准数字量输出,便于集成和工作频率高等特点,使其近几年迅速发展,且因为体声波传感器具有工作频率高的特点,导致其读出电路部分复杂,不易集成,致使体声波传感器的实用性不高。为推进体声波传感器的实用化,该文提出一种基于六端口反射计的体声波传感器读出电路代替使用矢量网络分析仪的原创性设想。采用Agilent公司的射频仿真软件Advanced Design System初步验证了基于六端口反射计的体声波传感器读出电路的可行性,并给出了满足薄膜体声波谐振器的射频输出信号检测要求的六端口网络的电路设计。
2015, 37(6):1071-1073. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.036
摘要:飞行器再入时会形成等离子鞘套,而等离子鞘套的形成会严重影响电波的传播,造成通信障碍。因此,需要研究电磁波在等离子鞘套中的传播特性,该文通过理论分析推导了电磁波在等离子体中传播的条件和沿不同方向传播时电磁波传播特性的计算方法。同时利用理论推导的结果来研究了电磁波在等离子体中的吸收特性和反射特性,其结果具有很高的准确性。
2015, 37(6):1074-1077. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.037
摘要:摄像机是变电站视频监控系统的前端设备,其正确合理的布点,对于发挥视频监控系统的遥视作用及保障变电站的安全可靠运行起重要作用。通过导入三维模型,生成变电站三维虚拟场景,建立布点规则知识库,在三维场景中对摄像机的监控范围进行计算和模拟展现。给出变电站中摄像机的安装数量、位置等,自动生成全站的摄像机安装方案,实现变电站摄像机布点的智能化。检验结果表明,本系统能有效消除摄像机可能存在的监控隐患,促进变电站遥视系统建设和运维技术的进步,提高远程巡检、智能联动的效率,具有较高的应用价值。
2015, 37(6):1078-1082. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.038
摘要:基于Impinj Indy R2000芯片设计了一款新型超高频射频识别(UHF RFID)读写器,并采用AT91SAM7S256微控制器芯片为数字处理模块,系统工作频率为860~960 MHz,扩展的外部功率放大模块使射频输出功率达30 dBm。提出了一种功分隔离电路,其结构简单,所用元器件少,集成方便,实现收发信号的隔离,达到了较高的隔离度。说明了读写器主要硬件模块设计,给出了主要性能指标测试,最后验证了系统设计的可行性。
2015, 37(6):1083-1087. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.039
摘要:超声切割刀在材料加工领域中有广泛的应用前景,可用于切割各种复合材料等硬脆材料。该文利用ANSYS有限元分析软件建立超声切割刀的有限元模型,对其进行模态分析和谐响应分析。仿真结果显示,超声切割刀在40 kHz频率附近存在轴向纵振模态,其振动节点位于安装环和压电陶瓷中心线上,符合设计要求。基于有限元模型研制超声波切割刀,通过阻抗分析仪与激光多谱勒测振仪对换能器的固有频率与响应进行测试,获得的超声切割刀阻抗曲线平滑,谐振频率为40.261 kHz,设计误差为0.83%,最大振幅达到14.52 μm,结果与有限元计算相互吻合。
2015, 37(6):1088-1091. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.040
摘要:设计出一款可应用于射频识别(RFID)系统的5.8 GHz传统微带矩形贴片天线。天线的辐射贴片尺寸为15.5 mm×11.5 mm,-10 dB的阻抗带宽为80 MHz,最小回波损耗为-36.138 dB。在传统微带天线的基础上,设计出一款采用互补开口谐振环(CSRR)缺陷地结构进行改进的小型化天线,天线的辐射贴片尺寸为10 mm×7.5 mm,-10 dB阻抗带宽为62 MHz,最小回波损耗为-23.574 dB。相比传统微带天线,改进后的天线的辐射贴片尺寸减小了57.9%,小型化的效果明显且带宽特性和增益特性都能符合RFID系统的一般要求。
2015, 37(6):1092-1095. DOI: 10.11977/j.issn.1004-2474.2015.06.041
摘要:设计了一种新型的超宽带天线,具有小型化,2.0~10.6 GHz的工作带宽及全向性的特点。基于该超宽带天线提出了一种新的实现陷波特性的方法,在天线的地板上添加一个近似半圆的谐振单元,该单元与辐射部分通过一个通孔相连,并且所加的结构对原始超宽带天线的其他特性影响很小。同时给出了该方法的等效电路。仿真与实测结构均表明该超宽带天线驻波比(VSWR)小于2的阻抗带宽是2.0~10.6 GHz,天线在5.0~5.9 GHz处有明显的陷波特性,很好的覆盖了无线局域网(WLAN)(5.125~5.85 GHz)的工作频段。可以解决超宽带通信频段与WLAN间的电磁干扰问题,实现频谱兼容。