摘要:体声波（BAW）双工器中Rx滤波器对Tx滤波器的负载效应，会使Tx滤波器的插入损耗性能退化而带外抑制性能过剩，进而使得BAW双工器性能不佳。为了解决这一问题，提出了一种BAW双工器的优化设计方法。设置BAW双工器中Tx滤波器的串联薄膜体声波谐振器(FBAR)单元谐振区面积，及并联FBAR单元与串联FBAR单元谐振区面积比值为两组优化变量，通过牺牲Tx滤波器过剩带外抑制性能的方式，采用基于梯度的优化算法计算得到了两组优化变量的最终取值。以一个工作在FDDLTE band 7的BAW双工器优化设计案例展示了该方法的应用流程。优化设计结果的仿真验证表明，Tx滤波器的插入损耗性能从2 dB提升至1.1 dB，带内波动性能从1 dB提升至0.3 dB。由此验证了该方法的可行性。

摘要:该文提出一种用于混凝土结构内部动态拉应力测量的嵌入式应力传感器，在介绍其基本工作原理和结构的基础上，设计制作了拉应力传感器灵敏度标定装置，对一组传感器试样进行动态拉应力测量灵敏度标定。研究了压电陶瓷预加压应力下传感器输出电压与拉应力水平的线性关系，并比较了在不同预紧力水平下传感器的灵敏度。试验结果表明，制作的传感器输出电压与动态拉应力线性相关度较好，预紧力的施加可进一步提高线性相关度，且所制作的不同传感器间的灵敏度差异小。

摘要:设计并制作了一种基于矩形块状压电陶瓷一阶纵振和二阶弯振模态耦合的直线型压电驱动器。该压电驱动器在矩形块状压电陶瓷的2个端部均布置1个氧化铝陶瓷触点，2个触点交替工作，提高了矩形块状压电陶瓷振子的振动利用率。采用有限元与实验结合的方法设计并优化了驱动器的结构尺寸。并通过实验发现，在电压峰峰值600 V下，该驱动器的最大空载速度为250 mm/s，最大输出力为16 N。最后，对驱动器中板簧发热问题进行了讨论和分析得出，板簧在设计时应尽可能远离驱动器的工作频率，否则会使板簧共振发热，影响驱动器的寿命，严重时将损坏驱动器内部结构。

摘要:为提高车轮轮毂振动下的压电悬臂梁发电机能量转换效率，根据哈密顿原理建立了发电机能量转换效率模型，利用数值模拟和试验分析的方法研究了发电机结构尺寸和材料特性对其能量转换效率的影响规律。研究表明，金属基板过厚或太薄、杨氏模量太小都不利于提高发电机的能量转换效率。在金属基板材料不同时，存在一个最佳厚度比（金属基板与总厚度之比）使发电机能量转换效率最高，铜、铝、钼3种金属基板材料的发电机最佳厚度比分别为0.67、0.72、0.45；在相同厚度比（0.5）条件下，钼基板的发电机能量转换效率较高，随着杨氏模量比（金属基板的杨氏模量与陶瓷的杨氏模量之比）的增大，发电机能量转换效率增高，但当杨氏模量比大于4时，发电机的能量转换效率变化不明显。

摘要:压电俘能器只有在谐振频率附近较窄的频率范围才可获得最佳的功率输出。多个压电俘能器采用阵列连接可实现频率拓宽。该文定义了组成阵列的悬臂梁谐振频率之差Δfr（即│f1-f2│）与单个梁带宽BW（即半功率点对应的带宽）之比，即Δfr/BW，以其大小来探究阵列悬臂梁的频率差在什么范围内能拓宽阵列频带BWa。并对串、并联阵列进行了理论和实验研究，结果表明，悬臂梁的谐振频率差在一定范围内时，阵列连接既可提高输出功率也可拓宽频带。悬臂梁在该文设计的尺寸和材料内，单个梁的带宽为3.5 Hz时，对于3个梁的并联阵列，Δfr/BW<0.657；而串联阵列，Δfr/BW<2.571。

摘要:针对声光可调滤光器的使用要求，对常用的几种薄膜材料进行了沉积实验，采用传统的撕离法及纳米划痕法测试了薄膜材料的附着力。选择TiO2 和SiO2分别作为高、低折射率镀膜材料，通过不同方案对膜系进行了优化设计。采用电子束蒸发兼离子束辅助沉积技术，制备了附着力牢靠、光谱透射率满足使用要求的TeO2晶体400~1 000 nm宽带增透膜 。

摘要:采用有限元法（FEM）计算了两丝球形敏感元件内的温度场和流场，解释和验证了该结构传感器的敏感机理。计算结果和实验表明,两丝球形敏感元件内的流场和温度场随倾角θ发生变化;倾斜时等温线不再左右对称，高温等温线重叠部分减少；θ=0°时，热敏电阻丝r1、r2的平均温度差ΔT=0；θ=10°时，ΔT=7.31 K；θ=20°时，ΔT =13.64 K。ΔT随着θ变化的平均灵敏度为0.707 K/（°）；倾斜时位置偏高的热敏电阻丝平均温度高，θ和ΔT基本呈线性关系；与实测值相比，理论值偏大，平均相对偏差为4.5%;热敏电阻丝r1、r2的温度差ΔT随着倾角θ变化，引起两热敏电阻丝阻值改变，检测电桥输出一个对应于倾角θ的不平衡电压ΔV。该文采用的方法为两丝球形敏感腔结构气流式倾角传感器的结构优化和性能改进开辟了有效的研究途径。

摘要:设计了一种新型水平面内微驱动器，其具有结构简单，响应速度快，输出位移大的特点。通过ANSYS软件建立了微驱动器的有限元模型，并对其进行压电分析，获得y、z向的变形图，其输出端的y、z向位移分别为0.61 μm和1.13 μm。经过模态分析获得微驱动器的前五阶共振频率，并提取了前三阶振型图，研究结果可知共振状态对微驱动器工作的影响状况。对微驱动器的关键尺寸进行了参数化研究，可对微驱动器的进一步设计提供理论指导。

摘要:基于压电陶瓷驱动的刀具微进给机构是满足精密加工的重要途径，为进一步增加微进给刀架驱动位移，在微进给刀架中增加一种柔性铰链微位移放大机构，增加压电陶瓷驱动器输出位移。该文设计了4种微位移放大机构，理论计算了静态刚度，利用ANSYS软件对4种微位移放大机构进行了建模和有限元数值仿真分析，对比了不同类型的微位移放大机构的放大倍数、负载能力和应力情况等静态特性，为优化设计刀具微进给机构打下良好基础。

摘要:为验证声光可调滤光器（AOTF）的可靠性，运用Solidworks软件对其进行了热仿真分析。通过热仿真建模和热参数设置，经有限元分析后得到了热仿真结果，并进行了试验验证。仿真和试验结果表明AOTF满足工作环境要求。

摘要:提出工字型定子驱动的压电直线电机，将工型结构上两平行板的面内一、二阶反对称弯振作为工作模态，以板侧的4个凸起作为驱动足。这些驱动足沿对角线分为两组交替地驱动动子。阐述电机的驱动机理，建立了定子的机电耦合分析数值模型，求解出电机工作模态，模拟出驱动端轨迹，验证了电机原理，完成了电机装配结构设计。研究表明，当弯、纵振激励电压分别为50 V和250 V时，驱动端的z、y向振幅分别达1 μm和2 μm。该电机有望输出较大动力和速度，具有良好的应用前景。

摘要:基于压电晶体沿厚度方向振动的数学模型，用等效电路法分析得到表面镀银的某型压电超声换能器的谐振频率和反谐振频率，与实测结果相符。在考虑耦合层影响条件下，建立了由外部压电换能器金属壁内部压电换能器所构成超声无线能量传输通道的等效电路模型，并仿真得到了通道的阻抗特性，与高精度阻抗分析仪实际测得的阻抗进行比较，验证了所建模型的准确性。

摘要:为提高微型环境振动能量收集微电源能量转换效率，采用一对磁极产生的磁力自动调节拾振系统刚度，实现系统固有频率与环境振动频率相匹配的自适应压电电磁复合宽频发电系统，同时增强电磁发电系统磁力线密度。该文研究了系统磁力对压电悬臂梁刚度的影响因素，确立自适应宽频系统的理论模型。压电电磁宽频发电数值计算结果表明，未施加磁力调节时，环境振动频率偏离系统固有频率47 Hz时输出功率急剧降低；施加自适应磁力调节后，发电系统可调固有频率范围为42～51 Hz，最大输出功率范围6～10 mW，拓宽拾振频带。

摘要:采用智能材料磁控形状记忆合金（MSMA）将机械振动能量转换成电能为无线电子设备供电已备受关注。该文利用MSMA的维拉利效应（逆磁致伸缩效应）分析了MSMA振动能量采集器工作原理，计算并确定了振动能量采集系统的磁轭、线圈、保护系统、固定装置的尺寸和性能参数。利用ANSYS软件对系统进行了仿真，验证了各部分结构参数和材料选型的正确性。在此基础上，设计制作了MSMA振动能量采集器样机，搭建了MSMA振动能量采集器实验平台，进行了振动力激振实验，得到了在不同输入频率和应力大小条件下感应电压的输出曲线，实验和仿真结果表明，利用MSMA材料可将机械振动能量转化为电能，为振动能量收集利用提供了参考依据。

摘要:针对声表面波（SAW）应变传感器在测量应变过程中易受温度干扰的问题，提出了一种温度补偿法。在原有SAW应变片的基础上增加补偿片，用于补偿温度变化引起的附加应变值。实验结果表明，在-20~100 ℃范围内，未经补偿的应变传感器由温度引起的附加应变量最高为600 με，补偿后附加应变量最高为43 με，温度干扰得到抑制，验证了该温度补偿法的可行性。

摘要:利用压电材料俘获振动能量与电流变弹性体的电流变效应设计了一种圆柱型压电振子减振器，将其在压电发电、电场E=0和1 000 V下进行减振实验测试，结果发现，在频率＜50 Hz的低频率、低振幅下，d33模式下减振器在E=1 000 V 和压电供电时的减振效果比无电场时好。研究表明，减振器实现了自供能，可利用压电材料去电控调节电流变弹性体的阻尼。

摘要:通过计算二维压电声子晶体透射系数，研究了矩形晶格结构对声子晶体带隙的影响。为得到声子晶体的透射系数，构建叉指换能器（IDT）中间放置声子晶体的器件模型，IDT作为激发和接收端，声子晶体作为传输通道。通过有限元软件计算出模型的电学参数，分别结合IDT的混合矩阵（P矩阵）和声子晶体的散射矩阵，推导和计算出声表面波的透射系数，并找出带隙范围。该文在128°YX铌酸锂基片上制作IDT和矩形晶格以圆孔为散射体的声子晶体。通过调整矩形晶格中y方向上晶格常数，理论和实验上均得到了2个方向上的带隙变化。结果表明，随着y方向上晶格常数的增大，x方向上的带隙逐渐分为两段，y方向上的带隙逐渐缩小，使y方向上的带隙夹在x方向两段带隙间。实验结果与计算结果较吻合。

摘要:针对摇摆基座的粗对准问题，提出了一种精度更优的粗对准方法。根据三维坐标矢量与旋转四元数间的内在关系，基于Wahba问题的求解原理，将双观测矢量的最优姿态阵求取问题归结为一个典型三角函数最大值的求解问题。阐述了Wahba问题的求解原理，分析了Wahba问题与最优四元数估计法的关系，剖析了最优四元数估计算法的复共线性，设计了基于最优四元数估计的摇摆基座粗对准方案，并与传统TRIAD算法和最优TRIAD算法进行了应用比较。蒙特卡洛500个样本的仿真结果表明，采用基于最优四元数估计的粗对准法的方位姿态估计精度远优于TRIAD算法和最优TRIAD算法，能使方位失准角的变化幅值控制在角分级，在此基础上能更好实现摇摆基座下惯导系统精对准。

摘要:捷联惯性导航系统（SINS）/视觉组合导航系统的融合算法主要是卡尔曼滤波，卡尔曼滤波实现最优估计的前提是系统的模型必须准确已知。对于SINS/视觉组合导航系统，获取量测信息需经图像处理、特征点提取和匹配等过程，使量测噪声统计模型不完全可知，这会导致卡尔曼滤波器的估计精度下降。因此，该文提出一种改进的自适应两级卡尔曼滤波，根据求解遗传因子的不同方法对传统自适应两级卡尔曼滤波进行改进。改进后的算法分别适用于系统噪声统计模型和量测噪声统计模型不准确可知两种情况，且二者具有统一的滤波框架。仿真结果表明，改进的自适应两级卡尔曼滤波比卡尔曼滤波精度高，有效解决了SINS/视觉组合导航系统因噪声统计模型不准确导致的精度下降问题。

摘要:行人步态参数的精确估计是行人自主导航系统和行人健康监测的关键技术之一。针对当前行人自主导航系统中步长估算算法精度低和弱适应性的问题，提出了一种计算行人动态步长算法。首先对行人的步态特征进行分解，利用改进的零速检测确定行人运动状态，采用卡尔曼滤波技术降低惯性传感器中累积误差的影响，再对进行滤波和坐标转换后的加速度进行双重积分，最终得到行人脚尖的运动轨迹。通过采用MTI700惯性模块设计实验并进行实验验证。结果表明，该文提出的步长算法计算的步长与行人实际步长的误差低于3.0%。与现有的行人动态步长算法相比，该算法首次计算出行人脚尖的运动轨迹，精度较高且适应强，在行人自主导航及行人健康监测领域具有较大的应用价值。

摘要:传统四位置寻北方案中，认为对称位置上陀螺的零位、标度因数是固定值且无交叉耦合影响，这点严重制约倾斜下的寻北精度。该文首先推导了倾斜下，四位置寻北的数值计算方法，然后分别建立对称位置的误差模型，采用水平12位置法标定误差模型中的的残余零位、标度因数和交叉耦合系数，利用补偿参数后得到两个水平分量来参与寻北计算。实验数据表明，在倾斜10°范围以内，传统寻北精度随倾斜角度的增加而变差，达到0.2°，而采用该文提出的参数补偿法，依旧保持在0.1°以内。

摘要:由于受风浪等外部信息的干扰，传统粗对准法已很难达到理想的精度来保证精对准中对误差模型小角度条件的成立。基于姿态确定的惯性系初始对准方法在抑制外界干扰、对准的快速性等方面都具有较大优势。但该算法存在横滚角估计误差累计的问题，影响了最终的对准精度。因此，该文提出在求取初始时刻横滚角时，只利用短时间内的运动信息，从而可抑制横滚角估计误差的累积，最后通过仿真和车载实验验证了该方法的可行性。

摘要:半球谐振陀螺由于特有的优势而具有广阔的应用前景，但由于加工工艺和研究水平的限制，其测量精度有待提高，该文针对半球谐振陀螺的静态误差，分析了加速度对半球谐振陀螺的影响，选取了静态误差补偿模型，设计了标定实验中的方位定向，推导了个误差系数的计算公式，最后通过实验表明了标定补偿的有效性，使陀螺的输出系统误差减小了1个数量级。

摘要:以ZnO为靶材，采用射频磁控溅射技术，在制备有叉指换能器(IDT)的LiNbO3衬底上制备了具有ZnO波导层的Love器件。在制备过程中，溅射室真空度为4.0×10-4 Pa,溅射气压为5.4 Pa,溅射时间为400 min,溅射温度150 ℃。使用X线衍射仪对ZnO波导层的晶向和微观结构进行分析，并用网络分析仪对以ZnO为波导层的Love波器件进行响应特性分析。测试结果表明，制备的ZnO波导层具有高度（002）择优取向，平均晶粒尺寸为50.99 nm，内应力较小。以该ZnO为波导层的Love器件的中心频率为101.764 MHz，插入损耗为-21.2 dB，具有较好的响应特性。

摘要:采用液封直拉(LEC)法进行了生长GaSb单晶的实验研究，对比了等摩尔比的（LiCl+KCl）和氧化硼（B2O3）两种液封剂作用下的生长控制效果。通过模拟了解了保温罩是如何改善系统温场的梯度，进而分析了温场对成晶的影响。对晶体单晶区域的测试结果给出了晶体内部的位错分布特点，X线衍射(XRD)的测试结果显示该区域的晶体质量较好。

摘要:该文以硫代乙酰胺为硫源，采用水热法合成了ZnS∶Er纳米晶。并用X线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、X线光电子能谱仪(XPS)、荧光光谱仪对其物相、形貌、组成及光学性能进行了表征。结果表明，ZnS∶Er纳米晶为立方闪锌矿结构，粒径约为5 nm。由XPS图谱可知，ZnS∶Er纳米晶中存在Zn、S、C、O、Er等元素。ZnS∶Er纳米晶荧光光谱中出现了2个主要发射峰，分别位于469 nm和583 nm处。两发射峰的发光强度随着pH的升高而增强且发光峰的位置存在微弱的蓝移，pH=12时，两发射峰的荧光强度最强；随着Er3+掺杂量的增加，469 nm处发射峰的强度先增强后减弱，583 nm处发射峰的强度随之减弱。

摘要:根据渗入工艺加工微穿孔板吸声结构产生的微孔不规则分布的特点，研究了微孔不同分布范围的穿孔板的吸声特性。研究发现,随着微孔分布范围的逐渐缩小，穿孔板的共振频率逐渐向低频方向移动。随着穿孔分布范围的变化,微穿孔板的表面法向声阻变化不大，表面法向声抗相对较大。利用穿孔板理论对微孔不同分布范围的穿孔板的吸声特性进行模拟，发现穿孔板理论仅适用于微孔分布范围较大的穿孔板。通过分析穿孔板阻抗的作用， 使其在微孔分布范围较小的情况下，也能模拟穿孔板的吸声性能。

摘要:采用有限元模拟软件对液封直拉（LEC）法生长锑化镓晶体过程进行计算机建模。模拟分析了晶体旋转、坩埚旋转及隔热屏等因素对GaSb固液界面形貌的影响。结果表明，晶体旋转与坩埚旋转分别具有促使凸向熔体的固液界面曲率减小及增大的作用，且同等转速条件下，坩埚旋转对固液界面形貌影响更大。此外，减小放肩角度、去除炉体上部的隔热屏等措施，均具有使凸向熔体的固液界面曲率降低的作用。而使用液封剂使凸向熔体的固液界面曲率增大。坩埚在加热器中存在某一位置，使熔体内部轴向梯度最大。炉膛内氩气流速最剧烈部位为保温罩与拉晶杆间的区域，Ar气对流导致上炉膛温度提高，并降低熔体表面温度约8 ℃。

摘要:针对现有化学机械抛光工艺难以满足光纤阵列组件高质量的要求，该文根据压电陶瓷的逆压电效应及超声振动原理，提出了一种夹心式模式转换型超声椭圆振动装置，用以提高光纤阵列组件端面的抛光质量。设计了用于光纤阵列组件超声椭圆振动辅助化学机械抛光的超声振动系统，并对所设计的系统进行了有限元分析和测试试验。试验结果表明，超声振动系统共振频率测试结果与设计结果误差小于5%，超声椭圆振动双向振幅分别为4 μm和2 μm。

摘要:锑化镓（GaSb）作为常用的IIIV型半导体材料，因其易于氧化的性质而限制了其应用效果，而硫钝化是一种常见而有效的应对手段。该文选取了硫化铵溶液，对化学机械抛光后的晶片表面进行处理，以研究硫钝化工艺中钝化时间对抛光面的影响。实验结果通过原子力显微镜（AFM）和X线光电子能谱（XPS）进行了表征，研究发现，经硫化铵溶液处理后，与Ga相比，Sb的硫化程度更完全，且该程度会随着硫化时间的延长而逐渐加大。另外，处理时间长会加重GaSb晶片表面的腐蚀，使其表面起伏加剧，表面粗糙度增大。

摘要:提出了声表面波（SAW）实现油包水微液滴的分裂方法，并在128°YXLiNbO3基片上研制了分裂油包水微液滴的微器件。在压电基片上采用微电子工艺制作叉指换能器，其激发的SAW部分作用于油包水微液滴，瞬间降低电信号幅度，油相内水微液滴在惯性力作用下发生分裂，油相微液滴由于较大的表面张力发生形变而不分裂。以石蜡油包裹蓝色水相微液滴为研究对象，进行了油包水微液滴分裂实验和理论分析，结果表明，当电信号从功率为12.3 dBm瞬间关断时，可实现油相内水微液滴分裂。

摘要:为了简化标定设备，降低标定成本，该文研究了利用双轴位置转台进行光纤陀螺惯组混合标定的可行性。通过分析加速度计和陀螺的标定原理，提出了一种快速六位置标定方案。利用地球重力加速度和自转角速度对加速度计和陀螺进行误差激励，完成标定。首先建立了标定模型，其次设计了位置编排方案，最后进行了实验验证。实验结果表明，快速六位置法能实现加速度计和陀螺误差参数的快速标定，其中标度因数的标定精度与传统方法基本一致，安装误差和常值漂移的精度相对于传统标定方法有所降低，但满足低精度的光纤陀螺惯组的使用要求；同时，与传统标定方法相比，其标定时间由4.5 h减少至2 h。

摘要:采用瑞利法对固定边界条件下双叠片复合弯振换能器进行理论研究，在计算谐振频率及位移分布函数的基础上，利用声场迭加原理推导出双叠片复合弯曲振动换能器辐射声压及其指向性表达式，数值计算分析了复合换能器结构参数对指向性的影响，并与相应活塞板指向性进行比较。结果表明,复合弯曲换能器各结构参数对声场指向性会产生不同影响，当其他参数给定，其声场指向性具有无旁瓣，瓣角大，声压作用距离短，频率增大时指向性瓣角变小等特点。

摘要:超声压印技术是一种聚合物微结构成形的新方法。针对微米级超声加工系统的高精度和高可靠性的要求，设计了用于聚合物微结构超声压印的精密加工系统，推导了换能器动力学模型并求解特征参数，进行了有限元仿真与优化，并搭建了基于压力反馈的精密压印测控平台。实验结果与理论分析结果吻合，设计的换能器系统改善了微米级加工中的加工精度、能量控制和可靠性，为快速批量精密压印成形的加工系统提供了设计和优化方法。

摘要:近年来,风力发电在国内得到了快速发展，但大型风力机产生的噪声也引起了广泛关注。该文通过远场传声器测量法开展了大型风力机噪声实验，研究了风力机的主要噪声源位置及产生机制。结果表明，在风力机的来流风的下游方向、风力机风轮叶片平面方向的噪声较大，存在声压级峰值的纯音基频和倍频，表明风力机的主要噪声源是叶片尖端气动噪声和风轮后面的机械噪声。最后指出了对这些主要噪声源进行有效控制的一些措施。

摘要:为解决高过载微陀螺难以实现高灵敏检测的问题，设计了一种高灵敏且高过载的微陀螺结构。设计的微陀螺结构驱动模态与检测模态的频率高度匹配，提高了微陀螺的结构灵敏度。该微陀螺采用面内检测方式，驱动与检测模态阻尼类型主要为滑膜阻尼，实现了在大气压环境下微陀螺的高品质因数Q值设计。微陀螺均采用双悬臂梁设计，增加了微陀螺结构的稳定性，进而提高了其抗过载能力。最后通过微陀螺的器件级仿真，得到了所设计陀螺结构在驱动方向过载能力约为100 000g（g=9.8 m/s2），检测方向过载能力约为70 000g的前提下，结构灵敏度为53 nm/［（°）/s］。