摘要:该文精确模拟了基于弛豫铁电单晶的声表面波(SAW)梯形滤波器的性能。首先介绍了由谐振器构成的梯形SAW滤波器的工作原理，利用QUCS软件建立了七阶梯形滤波器的仿真模型。结果表明，该单晶能实现高达620 MHz的超宽带SAW滤波器（中心频率1 GHz），比传统压电材料的滤波器带宽高3倍；通过优化各支路谐振器的静态电容及传统梯型滤波器的结构，牺牲了一定的带宽，但获得了较高的带外抑制和过渡带的陡峭度；讨论了不同品质因数对滤波器带内插损的影响。

摘要:该文以金刚石/氮化铝/二氧化硅复合膜结构中声表面波的传播特性为研究对象，利用COMSOL软件建立复合膜有限元模型并进行模拟仿真，根据仿真结果计算得出复合膜结构中声表面波的相速度色散曲线和积淀耦合系数曲线，分析了氮化铝、二氧化硅和铝电极膜厚对声表面波传播特性的影响。

摘要:基于倾斜换能器结构，采用112°XY-LiTaO3基片材料，加入群延时波动优化。同时对器件孔径、膜厚、占空比、换能器、反射器的波长及指对数进行优化，得到通带波动小于0.2 dB，群延时波动小于22 ns，矩形系数小于1.6的高性能声表面波滤波器。该文研制的器件具有通带平坦，群延时波动小和矩形度高等特点，有很好的实用性。

摘要:该文对压电驱动器建模与控制技术进行了研究。通过二阶系统描述了压电驱动器的线性动态特性。基于Preisach迟滞模型，提出了全新的简化模型，避免了Preisach模型中复杂的双重积分运算。通过前馈与反馈控制技术相结合，为压电驱动器设计了一个综合控制器。在前馈控制器中，通过Preisach模型描述逆迟滞环，有效解决了Preisach模型不可逆的问题。通过比例、积分、微分(PID)反馈控制器，有效提高了系统鲁棒性，并有效补偿了前馈控制器中模型不精确带来的误差。最终，通过实验分别验证了模型的有效性及控制器的控制作用。

摘要:现有压电换能器换能效率与强度均较低，不适用于路面能量的收集。结合换能器的压电特性和路面结构特点，提出了叠层弓形桥式结构。结合ABAQUS有限元分析和MTS室内实验，对叠层弓形桥式换能器的应力、电压进行了分析，获得了换能器在荷载作用下的应力分布规律。结果表明，换能器在荷载作用下可达到150 V的电压值，产压效率较好；在1 MPa左右的荷载作用下发生破坏，具有更高的破坏强度。叠层弓形桥式压电换能器更适用于路面能量收集。

摘要:为实现结构紧凑、大流量泵在便携产品中的应用，提出以中间固定的圆形双晶片压电振子为激励的压电泵。通过仿真及理论计算对比可得，与传统的边沿支撑振子的压电泵相比，在振子振动单个周期内，中间固定式的泵的腔体体积变化量提高了近50%。实验所用样泵的尺寸为42 mm×42 mm×14 mm，用锆钛酸铅压电陶瓷(PZT)尺寸为25 mm×0.2 mm的压电双晶片激励，该泵在380 Hz，320 V的正弦激励下，最大流量可达到800 mL/min。

摘要:为进一步拓展压电微泵的应用领域，以利于更好地将其集成于微流控芯片中，该文对以固态聚二甲基硅氧烷(PDMS)为泵体材料的压电微泵开展相关实验研究。通过合理设计压电振子的支承方式、阀片结构以及采用两腔串、并联结构等措施以提高压电微泵的工作性能。分别以PDMS和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）为泵体材料设计制作了单腔微泵、双腔串、并联微泵，并对其工作性能进行对比性实验测试。实验证明，构造具有较好工作性能的PDMS压电微泵具有可行性，在电压90 V，频率80 Hz的情况下，PDMS双腔串联泵的输出流量达到21 mL/min，输出压力达到10 kPa。但与PMMA为泵体材料的压电微泵相比，PDMS压电微泵在流量、压力方面仍有近30%的差距。

摘要:声子晶体点缺陷微小的振动质量和高品质因数(Q)使之用于质量传感时可以提高灵敏度和分辨率，但其灵敏度受被测物位置影响。制作硅基点缺陷结构，建立了计算缺陷模式的质量灵敏度的弹簧振子模型。通过实验验证，实验中最高灵敏度为9.1 Hz/ng。提出了一种利用多模式的灵敏度分布差异对质量和位置进行解耦的算法，并予以仿真验证。采用3种和8种模式测量质量的相对误差分别为2.6%和0.43%。

摘要:提出了一种能准确检测六价铬离子浓度的光纤传感器。利用二苯碳酰二胁与六价铬络合呈现鲜明的紫红色，且随六价铬离子浓度升高，紫红色逐渐加深的原理，在光纤表面镀络合显色薄膜，薄膜与Cr(Ⅵ)络合显色，通过对吸收光谱的测量检测出六价铬离子浓度。实验结果表明，当铬的浓度范围处于0.01～0.1 mg/L时，光谱强度与铬浓度呈正相关。该方法的检出限为0.01 mg/L，检测时间为10 min，检出率为96%。

摘要:针对坡面腔底无阀压电泵流量小的问题,提出并研制了一种锥管坡面腔底无阀压电泵，即将锥管与坡面腔底组合式新结构作为其无移动部件阀。首先，提出了锥管坡面腔底无阀压电泵结构并分析其工作原理，对泵流量进行理论分析；同时，运用Fluent软件的动网格功能对其内部流场模拟分析。仿真结果表明，该泵具有单向流动特性，在泵腔内部产生漩涡利于液体的混合搅拌。最后，加工制作了锥管坡面腔底无阀压电泵样机，并对该泵进行了流量试验。试验结果表明，驱动电压峰值为250 V，频率为5 Hz时，最大流量为25.9 mL/min，证明了锥管坡面腔底无阀压电泵的有效性。

摘要:该文介绍了一种低频保偏光纤声光移频器的设计、制作、性能参数及典型应用。采用双晶体反向级联设计，将两片晶体工作频率的差值作为器件的移频频率，避免了单片声光晶体难以实现低频声光移频的问题。样品获得的性能参数为：工作波长1 053 nm，移频频率10 MHz，插入损耗3.3 dB，光上升时间33 ns，输出偏振态线偏振。

摘要:采用中频磁控溅射法在z轴石英基片上制备了(002)择优取向的AlN薄膜。采用X线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）表征了AlN薄膜的择优取向和表面形貌。结果表明，溅射功率、氮气流量、氩等离子清洗对AlN薄膜的择优取向有显著影响。将该方法制备的AlN薄膜应用于声体波微波延迟线，研制出频率为4.2～4.4 GHz的声体波微波延迟线，其延迟时间为361 ns，插入损耗为-57.3～-60.4 dB，3次渡越抑制为28.6 dB，直通信号抑制为52.7 dB。

摘要:采用磁控溅射、光刻、腐蚀、电子束蒸发等工艺，在AlN薄膜表面设计和制备了兰姆波(Lamb)型谐振器。研究了Lamb谐振器频率特性与频率温度特性，并与传统的瑞利波(Rayleigh)型谐振器进行对比。测试结果表明，Rayleigh谐振器的谐振频率为305.15 MHz，温度灵敏度为10.74 kHz/℃；而Lamb谐振器有7个谐振频率，分别为294.630 MHz，398.125 MHz，435.625 MHz，482 MHz，531.625 MHz，570 MHz和613.625 MHz，其温度灵敏度分别为10.63 kHz/℃，13.46 kHz/℃，16.09 kHz/℃，17.51 kHz/℃，18.95 kHz/℃，20.76 kHz/℃和21.86 kHz/℃。结果表明，兰姆波型谐振器高阶模式的温度灵敏度最高，达到21.86 kHz/℃。

摘要:采用提拉法生长了尺寸为65 mm×200 mm的Ce:LSO闪烁晶体，在研究高发光均匀性机理的基础上，利用正交试验生长不同铈掺杂浓度、二氧化硅补偿浓度及结晶率的Ce:LSO晶体。结合晶体头尾相对发光强度、发光不均匀性等测试结果，确定了合适的原料配比和结晶率等相关参数，即铈离子掺杂浓度为0.16%、二氧化硅补偿浓度0.20%、结晶分数60%。通过以上研究结果表明，该尺寸晶体的发光均匀性超过96%。

摘要:采用氢化物气相外延（HVPE）在6HSiC衬底上生长AlN单晶薄膜。利用热力学理论计算源区Al-N-H体系中的物质平衡，表明源区温度为800～900 K时，HCl与AlCl3气体分压为1∶3，主要产物是对石英管腐蚀较低的AlCl3。控制源区温度800～900 K，生长区温度1 373 K，HCl流量25 cm3/min，分析NH3和HCl流量比（R）对薄膜形貌及结晶度的影响。R=0.5时，获得表面平整光滑且厚度为7 μm的AlN单晶。

摘要:LuYAP:Ce晶体是YAP和LuAP的固溶体，具有衰减时间短，光产额高，密度高，有效原子序数大及不潮解等特性。随着镥组分含量的增加，晶体密度和有效原子序数随之增加，衰减时间更短。采用提拉法生长了35 mm×100 mm的高镥组分LuYAP:Ce闪烁晶体，晶体透明，无相分解现象。通过X线荧光光谱分析法（XRF）检测了晶体中的元素含量，测得Lu、Y摩尔比接近7∶3。另外还测试了该晶体退火处理前后的光输出变化，光输出性能提高了约16%。

摘要:简述了双轴陀螺稳定平台的基本原理和比例、积分、微分(PID)控制方法。针对传统PID控制器在双轴陀螺稳定平台的应用，提出一种模糊决策复合控制方法。该方法在传统的PID控制中加入模糊决策控制，使得PID控制器的调节参数具有模糊自适应性。利用综合数字滤波与估计环节的结果构成前馈控制支路，克服了闭环控制回路中的高增益与稳定性间的矛盾，并在双轴陀螺稳定平台中应用，取得了较好的效果。

摘要:该文针对新型智能机翼翼型变形控制的应用需求，研究了超临界翼型在产生微变形情况下的流谱结构及在10～500 μm微变形条件下翼型的气动特性变化。研制出了用于智能机翼的压电陶瓷致动器：位移量为5～290 μm，最大输出力为200 N，满足智能机翼变形控制需求，验证了压电陶瓷致动器在智能机翼上应用的可行性。

摘要:为了解决基于微机械陀螺的导航系统精度不高的问题，该文研究了基于机载主惯导的小型陀螺组合仪，其体积较小，成本较低。通过机载主惯导传递的导航信息进行传递对准。使用欧拉角法，利用主惯导传递的信息来估计陀螺的误差，提高了陀螺的精度。用于某型无人机雷达系统上，实现了雷达天线的稳定控制。

摘要:硒化镉(CdSe)是一种性能优异的ⅡⅥ族半导体材料。采用气相法生长出CdSe晶体材料，结合晶体生长动力学研究了CdSe单晶生长速率，并对其晶体结构和光学性能进行了表征。Raman测试表明生长的CdSe晶体为纤锌矿结构，属于极性材料。XRD测试表明单晶生长面为（001）面，衍射峰的半高宽较小。光学性能测试表明，CdSe材料在近红外波段内具有较好的光学透过特性。

摘要:采用中频感应提拉法生长出50 mm×90 mm的高质量Ce:GAGG晶体,并对晶体进行X线衍射(XRD)测试，计算了晶胞参数，测试了晶体室温下的透过率、X线激发发射谱(XEL)、能谱和衰减时间特性。实验结果表明，Ce:GAGG晶体的发光中心波长为540 nm，光输出为54 000光子/MeV，能量分辨率为7.2%@662 keV，衰减时间为94 ns。

摘要:铽镓石榴石(Tb3Ga5O12，TGG)晶体具有大的Verdet常数、低的透射损耗、高的热导率及高的激光损伤阈值，是制作高功率全固态激光器中法拉第隔离器的最佳磁光材料。采用自主研发的JGD800型上称重自动提拉炉，成功生长出53 mm×80 mm，外观完整，无开裂、无螺旋的TGG晶体。加工了用于高功率隔离器、尺寸为40 mm×30 mm的TGG样品，通过可见及近红外分光光度计测试，晶体透过率约为80.6%；测试晶体的室温热导率为4.566 W/(m·K)，其热导率随温度升高而下降。热膨胀测试结果表明，在26.5~200 ℃时，热膨胀系数为-2.682 0×10-6 K-1；在200~500 ℃时，热膨胀系数为15.090 4×10-6 K-1。通过正交消光法测试1 064 nm波长晶体的Verdet常数为39.9 rad/(mT)；经ZYGO干涉仪测试晶体的光学均匀性为4.3×10-6，透射波前为λ/5（波长λ=632.8 nm）；采用波长1 064 nm，10 Hz、9 ns激光测试晶体的激光损伤阈值为3.5 GW/cm2。结果表明，本实验方法生长的大尺寸TGG晶体质量较好，在高功率全固态激光器领域中具有广泛的应用前景。

摘要:为减少PI迟滞模型的无效算子数，进而提高模型的运算速度，采用阈值优化法来改进PI迟滞模型。采用PI迟滞模型拟合被描述对象的实测曲线时，实测曲线在各阈值点处的斜率可用该点处迟滞算子的权重和来表达，该权重和越接近该点曲线的斜率，PI迟滞模型的精度就越高。这样便可在保证模型精度满足要求并使其在各阈值点处相同的情况下，对模型的阈值进行优化，进而减少模型的算子数。根据测得的最大实测升程曲线，基于阈值优化法，建立了压电微动平台的迟滞模型。实验结果表明，所建模型算子数仅为7个，且不含无效算子；在0~15.94 μm的位移范围内，所建模型的误差变化范围为0.23~0.40 μm，即1.4%~2.5%。所建模型可较好地描述压电微动平台的迟滞非线性。

摘要:为使压电微动平台具有良好的静动态特性，即响应快，超调量小，无振荡及稳态误差小，采用比例、积分、微分(PID)控制法来对其进行定位控制。将常规PID控制中积分环节的矩形积分改进为梯形积分，以提高压电微动平台的控制精度；采用微分分离法对常规PID控制中的微分环节进行改进，以使压电微动平台在具有良好稳定性的情况下，具有很快的响应速度。实验验证了压电微动平台改进PID控制的有效性，结果表明，压电微动平台对4 μm阶跃参考位移的响应时间为0.05 s，输出略有超调，但无振荡，且稳态误差几乎为0；在变幅值三角波及任意波形参考输入作用下，压电微动平台的输出可很好地跟踪输入。

摘要:为收集环境中普遍存在的振动能，设计了一种微型压电电磁式振动能量采集器，研究系统设计参数对输出功率的影响因素。依据压电电磁集成发电工作原理设计了复合采集器，建立能量转换的理论计算模型分析压电电磁复合发电系统的输出功率及其与感应线圈高度的关系，分别讨论了压电和电磁独立发电系统和集成发电系统等的输出功率及其相互关系。经反复试验确定了微电源集成制作流程。

摘要:医学超声成像的图像质量很大程度取决于超声换能器的特性。在换能器研制过程中，一项重要的任务是确定合适的匹配层材料及参数。为了满足高频超声换能器研制的需要，该文从理论及实验两方面研究了RTV615硅橡胶掺杂不同比例的氧化铝粉末后，所形成的复合材料的高频(20 MHz)声学特性参数，包括声速、声阻抗、声衰减系数等。结果表明，RTV615硅橡胶中掺杂氧化铝的体积分数为7.93%时，所形成的复合材料在20 MHz频率条件下声阻抗值提高52.94%，达到1.56×106 Pa·s/m，具有最佳的声阻抗匹配特性。因此，通过优化掺杂比例可有效改进硅橡胶材料的高频声学性能。

摘要:介绍了基于谐振器型声表面波(SAW)传感器的温度检测系统的工作原理及组成结构，详细说明了系统中读写器设计过程中的关键技术，重点说明了读写器中射频前端电路的设计，包括锁相环(PLL)频率合成器模块、发射电路和接收电路的硬件设计，同时给出了数字信号处理(DSP)基带主控模块的设计框图和工作流程。对传感器在0~100 ℃的环境下测试数据进行了详细分析，测量温度的精度可达±1 ℃，在良好电磁环境下，最大测温距离可达5 m。

摘要:为了提高旋转型行波超声电机定子的驱动能力，延长电机的使用寿命，设计了一种带有辐射板的定子，根据辐射板与基体的连接方式共分为a～e 5种结构。基于ANSYS软件建立了定子结构的有限元仿真模型，对其进行了模态分析和谐响应分析。在对比5种结构性能的基础上，以电机的输出性能最佳为目标函数，对定子结构的辐射板槽宽w、外径d及厚度t 3个参数进行了优化，得到定子的最佳结构为a，即辐射板与基体连接长度为1 mm，尺寸分别为：w=1.8 mm，d=72 mm，t=0.5 mm。该优化结果可为旋转型行波超声电机定子的加工制作提供参考尺寸。

摘要:通过传统固相反应法制得三元系尖晶石结构的Zn掺杂的Li2Mg1-xZnxTi3O8(LMT)陶瓷。讨论了Zn掺杂对Li2MgTi3O8陶瓷试样的相结构、显微结构及微波介电性能的影响。当Zn掺杂量为0.06时，Li2Mg0.94Zn0.06Ti3O8陶瓷试样在1 075 ℃烧结4 h可获得良好的显微结构与微波性能，其中介电常数适中(εr≈26.58)，品质因数较高((Q×f)≈44 800 GHz)，谐振频率温度系数趋近于0（τf≈1.9 μ℃-1）。该研究得到的陶瓷材料具有良好的微波介电性能，可作为无机填充材料运用于微波复合介质基板材料的研制中。

摘要:根据压电振子的动态特性和超声复合电加工振动系统对换能器的要求，设计压电陶瓷换能器；利用ANSYS有限元法对压电陶瓷晶堆进行建模，分析压电陶瓷晶堆的动力学特性。通过ANSYS参数化设计方法，运用多物理场耦合模块分析了压电陶瓷晶堆片数、输入电压信号大小、输出振动位移幅值和晶堆固有频率之间的相互关系，验证了压电换能器设计的合理性及特性分析的正确性。

摘要:该文介绍了一种双层膜的电热微驱动器。根据高等数学和材料力学可求得偏置层结构末端的位移公式，进而验证了采用镍作为偏置层材料的合理性。利用CoventorWare软件对驱动器进行有限元仿真，得出偏置层在温度为300 K、电压为5 V、响应时间为5 ms时，偏置层厚度H1与驱动器位移d的曲线关系图，驱动层厚度H2与d的曲线关系图以及驱动层厚度与驱动器左侧固定端应力的曲线图，从而确定H2=8 μm。通过验证驱动器的最大应力为130 MPa，小于镍的许用应力，确定驱动器在H2=8 μm可以进行可靠的工作。分析驱动层厚度和偏置层厚度的加工误差对驱动器末端位移的影响，可得在对偏置层进行加工时要严格控制H1的加工误差。对驱动器进行了模态分析和抗过载分析，电热驱动器的工作频率范围在821.011 Hz以内,且具有抗击8 000 g(g=10 m/s2)冲击加速度的能力。

摘要:锁放环节是影响摆式陀螺寻北速度及陀螺灵敏部下放后限幅难度的关键环节。为解决现有摆式陀螺寻北仪锁放时间较长且陀螺灵敏部下放后摆幅较大的问题，以一种能够进行匀速运动的锁放装置为例，通过对原有控制电路进行I2C总线扩展，针对锁放过程中各阶段特点合理控制锁放电机转速，实现平稳快速锁放要求。经实验验证，新的锁放控制方法完全可行，锁放时间控制到25 s内，下方后摆幅不超过1°30′，具有可行性和实用价值。

摘要:该文针对无线传感节点在博物馆文物保护领域的应用需求，在对现有的各种节点设计方案的优缺点对比分析基础上，针对性地提出了一种新的功耗控制策略，并完成了基于STM8处理器和Si4432无线收发芯片的低功耗无线传感器监测终端的设计。节点的功耗测试结果表明，本设计方案及其能量控制策略能较好地满足文物保存环境无线监测终端的低功耗应用需求。

摘要:设计了一种低频压电d31模式的“八悬臂梁中心质量块”结构微机电系统(MEMS)振动能量采集器，实现环境振动能量向电能的转换。首先利用溶胶凝胶工艺实现PZT压电薄膜的异质集成制造，单个锆钛酸铅(PZT)压电敏感单元的有效尺寸为935 μm×160 μm×1.5 μm；然后通过MEMS加工工艺完成器件微结构的加工制造，器件结构有效体积为9.936×10-4 cm3；最后借助振动测试系统对该器件的各项输出性能进行测试。测试结果表明，谐振频率为60 Hz、加速度激励为1g（g=9.8 m/s2）时，该能量采集器的输出电压峰峰值为232 mV。在其两端加载3.0 MΩ的负载时最大输出功率为6×10-4 μW，输出功率密度为0.604 μW/cm3，PZT压电敏感单元有效面积下的输出功率密度为0.025 μW/cm2。

摘要:该文设计了一种基于单片机的温度补偿晶体振荡器系统，它具有可视化、高精度和温度补偿模式可调的特点。在-6.9～+72 ℃宽温度范围内，单片机分别从测温电路、高精度频率计读取晶振的实时温度和频率，并与内存的电压温度曲线比较，产生相应的控制电压来精确补偿晶体振荡器的频率偏移;在此温度范围外，通过键盘输入信号控制半导体制冷制热器,调节系统内部温度至此温度范围内完成补偿。测试结果表明，通过该温补系统，在-6.9～+72 ℃宽温度范围内，其频率温度稳定度由补偿前的±6.25×10-6变为±1.875×10-6，性能提升了70%。

摘要:研制了两台双斜槽结构（A型和B型）的纵扭模态转换型超声波电机样机，针对其输出特性进行了对比实验研究。通过激光转速表测量了电机样机的输出转速，分析了工作频率、驱动电压、预压力对电机样机的输出转速的影响。实验结果表明：斜槽结构是影响这种模态转换型超声波电机输出特性的关键因素。在相同谐振频率37.7 kHz，工作电压100 V和预压力0.21 N下，A型双斜槽电机样机的最高转速为87 r/min，B型双斜槽电机样机的最高转速为135 r/min。

摘要:闭环压电陶瓷(PZT)具有良好的线性特征，能实现纳米级分辨率，在微位移过程中响应快，精度高，广泛用于光学测量领域。在干涉测量中，利用PZT控制反射镜的移动，引入可控相移，需要知道PZT的电压相移特性。提出了基于干涉条纹图样的相关性测量PZT电压相移特性的方法，利用CMOS数字摄像机采集干涉条纹图样，以零电压对应的图样为基准图，做归一化相关系数运算，最后得到PZT电压相移特性曲线，满足了干涉测量相移可控的要求。

摘要:高硬度陶瓷材料的微加工一直是微细加工的难题。为了解决此难题，采用金膜为中间层的硅锆钛酸铅（SiPZT）共晶键合工艺和带进刀标记的PZT压电陶瓷的切割加工，制备出块状PZT微结构。实验结果表明，当金膜厚为1 μm时，SiPZT的共晶键合强度可达20 MPa以上。这个强度可为PZT材料的切割加工和应用提供有力保障。SiPZT共晶键合与PZT的对准切割加工结合的方法可在微细领域加工PZT等超硬材料，为加工PZT微结构阵列提供一种新途径。

摘要:电子产品的失效与其所承受的外界应力紧密相关，通过采取设计及工艺改进措施，降低薄弱部位承受的外界应力影响，提高产品的可靠性。通过对某型微波组件在振动试验过程中焊点出现开裂的案例分析，提出了采用镀银铜线软连接、安装孔倒角处理和增加点胶固定等措施，并经量级分别为12g、15g、22.3g(g=10 m/s2)的随机振动及正弦扫频振动、温度冲击等试验验证，满足了微波组件在整机上的使用需求，防止在振动中因焊点开裂造成产品失效。

摘要:在航天结构中，复合材料与金属材料的胶接过程与胶接效果评估对于保障航天器运行安全至关重要，提出了利用分布式光纤光栅传感器对复合材料与铝合金的胶接固化过程进行监测。根据复合材料/铝合金双层结构特点及其固化工艺，分析了胶接固化过程中引起胶层应变变化的相关因素。研究了光纤光栅传感器布局方案及温度补偿措施，给出了胶接固化过程中的光纤光栅温度补偿传感器封装方法。在此基础上，构建了基于光纤光栅传感器的复合材料/铝合金结构胶接固化过程监测系统，实现对胶接固化过程的监测。研究工作对于改进航空航天结构复合材料胶接方法，实现对胶接过程与时效性的在线监测具有重要意义。