摘要:该文介绍了一种利用反常声光互作用原理制作的大带宽声光偏转器。该器件使用的声光互作用介质是磷化镓晶体，声波模式是横波，采用单片换能器结构，实现了带宽与衍射效率的合理兼顾。制作的大带宽声光偏转器样品的3 dB带宽达1 040 MHz，峰值衍射效率达20.4%@1 W，这时中心频率为1.62 GHz，光波长是633 nm。

摘要:设计了一种谐振梁为双“W”截面形状的石英音叉谐振元件，通过在梁表面凹槽的两端设置深凹槽，有效提高了凹槽侧壁的陡直性，进而提高了电场的激励效率。经仿真对比，相对于“H”形截面的谐振元件，双“W”形截面的谐振元件的压电激励力提高约58%。设计了元件芯片工艺方案，并在直径?50 cm的晶片上制作出两种截面形状的谐振元件。测试结果表明，双“W”形截面的谐振元件的品质因数(Q)值和导纳分别由2 387、2 143 ns提高至2 648、2 346 ns，动态阻抗值由548 kΩ降至417 kΩ。

摘要:为了使用最小的电感改善体声波(BAW)梯型滤波器的带外抑制，提出了一种BAW梯型滤波器带外抑制调节电感的优化方法，该方法对电感值进行了两次连续优化。首先分析了电感改善BAW梯型滤波器带外抑制的原理、结合单个薄膜体声波谐振器(FBAR)的静态电容公式并推导并联FBAR支路串联一个电感的输入阻抗表达式，得到在FBAR谐振区面积较大的并联支路，比在其他支路串联电感，对滤波器带外抑制的改善程度较大、电感值较小，该步确定了电感的最佳位置，随之确定的电感值较小；在此基础上，通过使上述卓越的带外抑制性能退化到带外抑制指标附近，电感值进一步减小。通过以上两次连续优化，能迅速确定一个最小的电感值及所在位置。结合一个31/2阶BAW梯型滤波器，验证了该优化方法的有效性。

摘要:基于硅-玻璃键合工艺的扭摆式加速度计，其信号输出对扭转梁上的应力极敏感，而微加工过程中由于硅、玻璃两种材料热膨胀系数不匹配，会在扭转梁上引入较大的热应力，进而引起加速度计温度漂移。为此，提出一种具有应力隔离结构的扭摆式电容加速度计。通过缓冲折叠梁和内支撑框架的优化组合，使热应力难以传递到扭转梁上，从而有效降低加速度计的温度漂移。使用ANSYS软件对加速度计进行了模态和热应力分析，结果表明：工作模态的固有频率为1 352 Hz，远小于其他干扰模态的频率；加速度计的灵敏度为0.386 pF/g(g=9.8 m/s2)；相同条件下，不带隔离结构的扭摆加速度计的热应力主要集中在扭转梁的末端，其最大应力约100 MPa；具有应力隔离结构的加速度计，其热应力主要集中在缓冲折叠梁上，而扭转梁上的应力约为1.7 MPa，仅为前者的1.7%。采用硅-玻璃键合和电感耦合等离子体(ICP)刻蚀工艺，完成了加速度计芯片的制作。

摘要:该文提出一种柔性的微机电系统(MEMS)超声波器件。该器件由下电极、ZnO薄膜、上电极及聚酰亚胺柔性基底构成。其制作过程简单，采用直流磁控溅射制作上、下电极，反应射频磁控溅射制作氧化锌压电薄膜。薄膜间粘合牢固，可反复弯折。SEM和XRD结果表明，氧化锌薄膜厚度可达4~8 μm，具有高度（002）择优取向的柱状晶结构。根据XRD所得的结果计算了薄膜平均晶粒尺寸和内应力大小，结果表明，晶粒尺寸约为22 nm，薄膜内压应力约为-1.248 4 GPa。利用激光多普勒测得其共振频率约为5 MHz。同时，研究发现，较厚的ZnO薄膜使振幅变大，导致振动品质因数(Q)值增加。

摘要:基于介电型电活性聚合物（EAP）变形时的电容值变化原理，设计并实现一种三自由度软材料位置传感器，其内框可沿平面和法向移动，分别用于检测平面和法向位移。建立该传感器的几何模型，推导出其电容值变化和内框位移的关系。采用差分法测试该传感器的电容值变化，分析了面对面两个传感单元的电容值差和内框的平面位移、单个传感单元的电容值和内框的法向位移之间的关系，测试得到其平面和法向位移灵敏度分别为66.69 pF/mm、0.47 pF/mm2，与理论分析结果较吻合。该位置传感器的理论与测试分析结果验证了介电型EAP应用于位置传感器中的可行性。

摘要:考虑到传统的隐式空间映射算法（ISM）在参数提取中会出现收敛速度慢甚至假收敛的情况，将改进的蛙跳算法用于隐式空间映射的参数提取，可有效改善参数提取过程中算法的不收敛性。通过改进参数提取中精确和粗糙模型的映射关系，可以明显减少迭代次数，并用于优化设计一个可工作在无线局域网（WLAN）的微带双频带滤波器。滤波器的中心频率分别为2.45 GHz和5.25 GHz,滤波器经过3次迭代后达到设计要求,验证了算法的可行性和有效性。

摘要: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3.18 GHz和3.78 GHz，两个频带的3 dB带宽分别为60 MHz和23 MHz，在中心频率处回波损耗均低于-30 dB。

摘要:体声波(BAW)谐振器受到质量负载时，谐振器的Butterworth Van Dyke(BVD)电路模型中会增加1个质量负载等效电感，为得到该电感与负载质量的量化关系，以便对BAW传感器进行系统行为仿真，该文提出了3D多物理场-等效电路仿真对比建模的方法。通过对比COMSOL Multiphysics软件的3D多物理场仿真结果与ADS的等效电路仿真结果得到质量负载等效电感和负载质量的量化关系。以一个薄膜体声波谐振器(FBAR)为例，介绍了该方法的详细过程，并得到案例中的量化关系为：质量负载等效电感每增加1 nH，负载质量增加0.1 ng。最后将该量化关系应用于基于Pierce振荡器的BAW传感器检测电路的系统级行为仿真。仿真结果表明，质量负载等效电感每增加1 nH，振荡频率减小6 MHz，即振荡频率的变化情况与等效电路仿真结果相吻合，从而验证了该检测电路能用于BAW传感器的频率信号的检测。该量化方法同样适用于石英晶体微天平(QCM)。

摘要:基于兰姆波的诊断图像法直观地展现了结构的健康状况。该文通过损伤参数（位置、形状、方向、严重程度）与兰姆波信号特征（飞行时间，信号强度）的联系，研究开发了一种新颖的诊断图像法，并基于传感器网络对结构健康状况进行监测。采用有限元仿真与实验研究两种手段对有裂纹的铝板进行诊断。其成像结果具有较高的精度，证明了本方法的可行性。

摘要:该文提出了利用支持向量机结合仿生六点手势模型优化红外体感控制设备手势识别的方法。采集空间手势信息，仿生六点手势模型提取手势特征向量，利用支持向量机分类及校对数据，引用核函数将低维空间不可分信息映射至高维空间实现线性可分。结果表明，运用基于支持向量机的红外体感设备手势方法能有效识别手势，减轻计算机通信的传输负荷。

摘要:为提高低频吸声性能，在机械阻抗板（MIP）上穿少量微孔形成穿孔机械阻抗板（MIPMP）吸声结构。对MIPMP结构吸声性能进行初步研究，建立计算模型，用驻波管测量吸声系数。结果表明，MIPMP结构的吸声为机械阻抗和微穿孔的共同作用。吸声曲线出现两个吸声峰：一个在200~300 Hz，由机械阻抗引起，吸声系数可达0.95；一个出现在300~600 Hz，由微穿孔引起。计算模型与实验结果所示趋势一致：随穿孔率的增大，机械阻抗单元吸声峰值先增大后减小，向高频移动，微穿孔单元吸声峰值逐渐减小，带宽增大，向高频移动；随背腔的增厚，机械阻抗单元吸声峰值变大，频率基本不变，微穿孔单元吸声峰值略减小，向低频移动。MIPMP与微穿孔板（MPP）构成的复合吸声结构在200~1 600 Hz有好的吸声性能。

摘要:在对恒温石英晶体振荡器（OCXO）工作原理及电路进行分析的基础上，采用智能化补偿（频率温度稳定度补偿和老化补偿）技术对OCXO频率漂移进行了补偿，并对补偿结果进行了实验测试。结果表明，智能化补偿的设计方案可实现10 MHz OCXO在小体积（36 mm×27 mm×13 mm）、宽温度范围下超高稳定度（频率温度稳定度＜±2.0×10-10（-40～+70 ℃），日老化率＜±2.0×10-11/天）的性能指标要求。

摘要:为提高压电驱动器响应速度，提出了一种超快速分时驱动方法。它通过考虑压电堆内部应力波传播对响应速度的影响，对各压电层进行分时驱动以提高其整体响应速度。通过COMSOL Multiphysics有限元仿真软件对所提出的模型进行了仿真分析，并通过实验结果得到了验证。相比于传统的同时驱动，分时驱动下压电驱动器的整体响应速度提高为原来的1.92倍；另外，分时驱动可以实现对各压电层产生应力的线性叠加，在不改变驱动器响应速度的前提下获得更大的输出位移。

摘要:采用传统的固相反应法制备(Sr0.9Ba0.1)La4Ti4O15+x%Nd2O3(质量分数0≤x≤8，BSN)系微波介质陶瓷，并对其物相组成、晶体结构及微波介电性能进行分析。研究结果表明，Nd2O3含量的增加降低了BSN陶瓷的烧结温度，陶瓷的主晶相为SrLa4Ti4O15相，并伴随有少量第二相La2TiO5的生成。在微波频率下，随着Nd2O3含量的增加，BSN陶瓷的介电常数及谐振频率温度系数变化小，品质因数与频率之积(Q×f)值提高，优化出掺杂4%Nd2O3的(Sr0.9Ba0.1)La4Ti4O15陶瓷具有最佳微波介电性能：εr=43.2，Q×f=42 015 GHz(6.024 GHz)，τf=-9.6 μ℃-1。

摘要:光束在宏弯的光纤内传播时会发生能量损耗并辐射到光纤包层外，引起受抑全内反射，辐射的能量同时受外界环境折射率的影响，因而可用于液位传感。因现有传感器受光源和外界环境干扰较大，信噪比较差，成本较高，为了解决这一问题，该文提出了一种双光纤扭绞结构的连续式液位传感器。通过理论和实验分析证明，宏弯光纤能量回馈到传感结构中并受外界环境折射率的调制。通过搭建实验平台进行测试，发现液位高度从350 mm下降到0的过程中，暗场光纤末端功率值近似线性从0.448 μW降到0.15 μW，液位区分度达到4 dB。同时，该文对影响液位传感器测量的主要因素进行了分析验证。

摘要:设计了一种压电-电磁复合式俘能器，利用机电耦合状态方程推导了输出功率表达式。应用试验测试对比分析了压电式、电磁式、复合式俘能器的输出特性，结果表明，复合式俘能器的3 dB带宽比压电式、电磁式俘能器分别增大了67%、25%，最大功率提高了38%、118%。设计了压电电磁复合式俘能器能量收集电路，分别利用LTC3588、LTC3108芯片收集压电俘能单元、电磁俘能单元输出的电能，并用超级电容存储。分别应用3种俘能器进行超级电容充电测试，结果表明，复合式俘能器的充电时间比压电式、电磁式俘能器分别减少了29%和52%。

摘要:为了实现液体中微小固体目标在线探测，设计了基于RHC-7水听器采集系统探测液体中微小固体目标的新方案。探测系统利用脉冲激励瓶体产生混响声波，RHC-7水听器浸入瓶内液体中采集声波，经UTC1250VA带通滤波器放大滤波后，对采集的混响声波信号进行Mallat多分辨率时频分析，分离提取微弱的探测目标信号。由于液体中固体目标粘滞声吸收和散射声吸收会影响水声信号的频谱分布，计算探测信号各频段频谱与基准信号的相关度，确定检测阈值，并作为识别瓶体中有无固体目标的指标。实验表明，该方法简单、实用，可实现探测一定尺度的悬浮和沉淀目标。

摘要:针对压电驱动式疲劳试验系统动态特性分析问题，根据振动力学理论，建立了压电疲劳试验系统的动力学模型，得出了系统固有频率和动载荷表达式,并通过Matlab仿真，分析了压电振子的刚度对系统固有频率和动载荷影响关系。最后进行了实验测试，测试结果表明，实验所得数据与理论分析在误差允许范围内吻合较好，验证了理论分析的正确性。为压电驱动式疲劳试验系统谐振频率跟踪与工作载荷精度控制提供了理论依据，同时也对压电驱动式疲劳试验系统的动态性能进行预测，具有一定的工程应用价值。

摘要:为解决现有振动能量收集装置单方向收集及收集效率低等问题，该文设计了一种自调谐全方向振动能量收集装置，通过多场耦合方式改变装置的振动特性，提高能量转换效率。建立了装置横向和纵向振动模型，分析了横向和纵向振动的动力学特性。利用有限元分析对结构参数进行优化，得到结构参数与谐振频率的关系。最后，搭建实验平台。通过实验表明，能量收集装置的谐振频率随组合悬臂梁宽度和厚度的增大而增大，当选取组合悬臂梁宽10 mm、厚1 mm，外界激振力1.5 N时，谐振频率为16.47 Hz，峰值电压为9.67 V，且在各个方向均能产生有效输出电压。

摘要:利用直流磁控溅射，在镍锌铁氧体基片上制作的TaN薄膜电阻器,受到铁氧体表面及内部结构特性差且导热系数低的影响，功率密度只能达到0.91 W/mm2。利用射频磁控溅射，在铁氧体基片与薄膜电阻器间镀上1.5 μm厚的AlN薄膜缓冲层，可有效改善基片的表面特性及散热能力。带AlN薄膜缓冲层的TaN薄膜电阻器的功率密度可达3.76 W/mm2。

摘要:通过传统的固相烧结法制备了Pb(Ni1/3Nb2/3)0.5(ZraTib)0.5O3+x%ZnO(PNN-PZT+x%ZnO,质量分数x=0.2,0.4,0.6,0.8)压电陶瓷，该文研究了不同ZnO含量对PNN-PZT压电陶瓷的微观形貌、相结构及压电性能的影响。通过X线（XRD）表明，过量的ZnO加入使压电陶瓷出现焦绿石相；通过扫描电镜（SEM）分析表明，当x＞0.4时，ZnO的加入由于烧结温度的降低，晶界不明显。实验表明，烧结温度为1 190 ℃保温2 h，ZnO的掺杂量x=0.4时，压电材料的综合性能最好:介电常数εr=5 596，介电损耗tanδ=2.12%，压电常数d33=534 pC/N，机械耦合系数kp=0.53。

摘要:该文研究了相关工艺参数对二氟化氙(XeF2)干法释放多晶硅的释放速率的影响。结果表明，对于薄膜体声波谐振器(FBAR)悬臂结构，腔室压力不变时，随着载气N2流量的增大，刻蚀速率先增加后减少，刻蚀速率最大值为10.3 μm/min；载气N2流量不变时，腔室压力越大，工艺腔室参与刻蚀反应的XeF2气体的浓度增大，刻蚀速率越大。当腔室压力超过1 200 Pa时，随着腔室压力的增加，刻蚀速率的增长率逐渐减小。

摘要:随着短波近红外声光可调滤波器（NIR-AOTF）光谱成像分析仪在近红外光谱波段的广泛应用，对NIR-AOTF的光谱带宽及衍射效率提出了更高的要求。超声换能器作为NIR-AOTF的核心部件，其3 dB工作带宽决定AOTF的光谱衍射范围，故改变铌酸锂各个镀膜厚度来提高换能器3 dB损耗工作带宽。通过对换能器进行频率特性分析，得到换能器的损耗及阻抗频率特性，设计优化匹配网络，提高光谱衍射效率。

摘要:半球谐振陀螺仪是一种新型长寿命、高可靠和高精度固体振动陀螺仪，其谐振频率会随环境温度的改变而变化，这种变化会对陀螺的控制精度产生不利影响。在介绍半球谐振陀螺基本控制原理的基础上，提出了一种基于Cordic算法的数字锁相环(DPLL)，并给出Cordic算法的原理及在现场可编程门阵列（FPGA）上的设计方法。通过Modelsim仿真软件给出了时序仿真结果，系统主时钟20 MHz，频率精度为0.004 6 Hz，相位精度为0.06°，7.2万门FPGA的资源利用率为65%。性能测试结果表明，在4.5~5 kHz内，该低频数字锁相环实现了对半球陀螺频率、相位缓慢变化的精确跟踪功能。

摘要:该文将光学模拟技术与镀膜工艺结合，采用光线追踪程序来模拟溅射粒子在振子表面膜层的分布状态。通过模拟和相关实验验证，当设备相对角度β=10°、φ=60°时，振子表面膜层的均匀性最高，模拟值与实际测试值匹配度较好，误差在7%以内。

摘要:在某些对精度要求不是很高的领域微机电系统(MEMS)等低精度捷联惯导系统因其造价低等特点而得到广泛应用。由于传统的初始对准方法不能估计除姿态以外的任何量，故不适用于MEMS等低精度捷联惯导系统。该文研究了一种基于姿态估计的初始对准方法，并使用乘性扩展卡尔曼滤波进行对准，在姿态对准的同时实现对惯性器件误差的建模估计。在实现初始对准的基础上显著降低了计算量。

摘要:研究发现当捷联惯导系统（SINS）进行卡尔曼滤波精对准或动基座对准时，惯性器件的斜坡性误差对其初始对准的精度有影响，特别是对于采用石英挠性加速度计的惯导系统在预热不充分期间进行初始对准很可能会出现较大误差。该文分析了惯性器件斜坡性误差对SINS初始对准的具体影响，指出要获得较高的方位初始对准精度除要求等效东向陀螺漂移小外，在对准期间还要保证等效北向加速度计零偏也足够稳定。通过试验对加速度计斜坡零偏进行了建模、补偿，试验结果表明补偿后方位对准精度有明显提高。

摘要:二位置对准能够提高捷联惯导系统初始对准精度的原因有惯性器件常值误差的自补偿和改善系统可观测性两方面。首先，为了研究单轴旋转惯导系统的误差补偿机理，建立了系统误差模型，引入了等效惯性器件常值误差，然后，从等效陀螺常值漂移的角度出发，推导了最优二位置对准方案，代入误差传播方程可知，该方案能够抑制水平等效陀螺常值漂移，进而减小航向角误差；最后，建立了卡尔曼滤波模型，采用奇异值分解法证实了二位置对准能够改善系统可观测性，并开展了相关试验。试验结果表明，该方案可使初始对准精度达到36.441 4″（1σ）。

摘要:采用传统固相法制备了CaCu(3-x)ZnxTi4O12(CCTO,x=0, 0.04, 0.08, 0.12)陶瓷。用X线衍射仪和扫描电子显微镜研究了Zn2+掺杂含量的变化对CaCu(3-x)ZnxTi4O12陶瓷的相结构、微观形貌的影响规律，并研究了CaCu(3-x)ZnxTi4O12陶瓷的低、高频介电性能。结果表明，少量Zn2+的加入影响CaCu(3-x)ZnxTi4O12陶瓷的相结构和微观形貌。在低频范围内，CaCu(3-x)ZnxTi4O12陶瓷均具有巨介电常数（＞104），且CaCu2.92Zn0.08Ti4O12陶瓷的介电常数温度依赖性小，介电损耗最小，这加速了CCTO 陶瓷在陶瓷电容器方向应用的潜力。在微波频段（5.85~8.2 GHz）范围内，CaCu(3-x)ZnxTi4O12陶瓷均具有介电弛豫现象，CaCu(3-x)ZnxTi4O12陶瓷的介电常数实部随掺杂量的增加而减小，介电常数虚部和损耗对应的频率变化趋势与实部一致。

摘要:钢筋混凝土-钢组合塔筒作为一种新型的风电塔架形式，其混凝土段的开裂对其使用寿命具有重要影响，对其混凝土段的开裂进行监测具有重要意义。该文提出了一种基于压电陶瓷激励的应力波测量的钢筋混凝土塔段的开裂监测方法，以某钢筋混凝土-钢塔筒缩尺模型为对象，以布置在钢筋混凝土塔筒表面的压电陶瓷片为激励器，利用布置在钢筋混凝土塔筒不同高度位置的压电陶瓷片作为传感器，实现在不同水平往复加载下的应力波的测量。对混凝土塔段从裂缝开始出现直至构件最终破坏整个过程各压电陶瓷片的响应进行分析，并定义损伤指标。结果表明，定义的指标不仅可较好反应裂缝实际出现位置，且与加载等级相关，所提出的监测方法可对钢筋混凝土塔段裂缝的发生和发展过程进行有效监测。

摘要:该文通过理论建模、Workbench有限元软件仿真和光纤布喇格光栅测量对存储惰性气体的某型号高压球形压力容器承压结构的应力分布进行了理论和实验分析研究，得出承压结构在工作条件下的应力分布规律，为其安全性能评估提供了理论和实验参考。在仿真实验的基础上将性能优越的光纤布喇格光栅引入该型号压力容器承压结构应力检测中，通过实验测量结果与仿真结果对比分析得出光纤布喇格光栅在应力检测方面的良好性能，为该类型球形压力容器的结构应力测量探寻出新的检测手段。

摘要:基于Michelson干涉仪原理，制作了一种可同时测量折射率和温度的全光纤传感器。传感器由单模光纤和一段长度为5 mm的细芯光纤错位熔接而成。对该传感器的折射率和温度响应特性进行理论分析，并在折射率和温度的变化范围分别为1.333 3~1.404 9和20~90 ℃的环境中对传感器的响应特性进行实验研究，结果表明,随着环境折射率的变化，该传感器输出光谱峰值功率的响应灵敏度为-41.10 dB/RIU，而光谱峰值波长对折射率变化不敏感；随着环境温度的变化，该传感器输出光谱峰值波长的响应灵敏度为23.15 pm/℃，而光谱峰值功率对温度变化不敏感。因此，通过同时监测传感器输出光谱的功率变化和波长漂移量，可实现折射率和温度的同时测量。该传感器制作简单，测量精度高，在生物医学领域有较好的应用前景。

摘要:针对姿态测量系统陀螺仪漂移、周围局部磁场干扰制约姿态测量精度的问题，提出一种基于四元数的自适应卡尔曼滤波（q-AKF）的方法。该方法利用陀螺输出建立姿态解算误差角的状态方程，以磁强计输出构造自适应测量噪声协方差矩阵。仿真结果表明，相比无损卡尔曼滤波(UKF)算法和扩展卡尔曼滤波(EKF)算法，采用q-AKF算法补偿得到的姿态角误差不大于0.5°。q-AKF算法对磁强计进行补偿，能够有效抑制陀螺的漂移误差，提高磁干扰环境下姿态解算精度，具有较高的工程应用价值。

摘要:为研究钢管混凝土柱内部早期强度的增长规律，该文在现有混凝土早期强度监测技术基础上，提出一种基于压电智能骨料的早期强度检测方法。制作钢管混凝土柱试件，通过在钢管混凝土柱内部预埋智能骨料作为传感器和激励器，发射和接收信号，对混凝土早期强度增长过程中传感器采集到的数据进行分析，结果表明,传感器接收信号的电压幅值随着混凝土早期强度的增加而减少，混凝土早期强度在初始的1周内以较快的速度增长，1周后增长速度减慢，28 d后强度为1个定值。与此相应，传感器接收信号电压幅值在初始1周内以较快的速度下降，随后下降速度减慢，最后达到稳定，电压幅值变化曲线与早期强度变化曲线相似。利用压电智能骨料能对混凝土早期强度发展过程进行有效监测。

摘要:设计了一种采用TSMC 0.13 μm CMOS工艺实现的2.4 GHz低功耗亚阈值有源混频器，已应用于射频卫星电视接收机中。为了取得较高的线性度，该混频器引入交叉耦合技术以及级间匹配技术，并引入电流注入技术以提高混频器的增益。最终芯片测试结果表明,该混频器在仅消耗1.6 mW功耗的状态下，输入三阶交调点IIP3高达5.41 dBm，增益高达9.07 dB，噪声系数为12.05 dB。该混频器的版图尺寸为0.91 mm×0.98 mm。