一种圆弧螺旋压电能量收集器

为了降低谐振频率,实现多方向收集和提高输出性能,提出了一种4π圆弧螺旋压电能量收集器。通过分析器件尺寸与输出性能之间的关系来提高器件性能,将优化后的模型进行COMSOL仿真,分析振动位移、应力以及谐振频率。相对于2π圆弧螺旋压电能量收集器,4π圆弧螺旋压电能量收集器具有更低的谐振频率和更高的输出电压。4π圆弧螺旋压电能量收集器的谐振频率为48 Hz,输出电压达到12.3 V,输出功率达到400μW。     

锯齿型压电梁的电响应分析

压电振子的工作频带宽度是影响压电振动能量收集器发电效率的关键指标。该文旨在分析一种锯齿型阵列式压电振动能量收集器结构模态频率,为压电振子的动力学设计提供参考。首先,基于弹性梁振动理论,推导了锯齿型压电梁的动力学方程,并分析了影响压电梁模态频率的因素。然后,通过COMSOL建立锯齿形压电梁的有限元模型,分析了其频响特性、功率与负载阻抗匹配特性及加速度依赖性。最后,通过实验研究测试了锯齿型压电梁的电压幅频特性曲线,验证了理论分析与仿真模拟结果的合理性。结果表明,锯齿型阵列式压电振动能量收集器能够有效地拓宽工作频带,进而提高发电效率。     

一种螺旋悬臂梁结构压电能量收集器

提出了一种螺旋悬臂梁结构的可植入式压电能量收集器,这种结构的能量收集器可为植入式医疗器件供电。螺旋结构的设计一方面可以使悬臂梁从多个方向的振动中吸收能量,另一方面还可以降低谐振频率。提出的悬臂梁整体结构厚度为40 μm,宽度为1 mm,整体外部大小为 9 mm×9 mm。该结构中,悬臂梁的末端附上质量块,进一步降低悬臂梁的谐振频率。该收集器的谐振频率为66 Hz,当施加的激励为1g加速度时,输出开路电压为2.2 V,输出功率为4.8 μW。     

一种直角螺旋悬臂梁结构的压电能量收集器

提出了一种2π弧度的直角螺旋悬臂梁结构的压电能量收集器。该设计一方面可以降低谐振频率,另一方面可以提高单位体积的能量收集效率。悬臂梁整体结构厚度为2 mm,宽度为6 mm,整体尺寸大小为22 mm×26 mm。当施加的激励为0.1g加速度时,仿真输出电压为1.95 V,测量输出电压为1.8 V,相对电压误差为7.7%;仿真谐振频率为269 Hz,测量谐振频率为265 Hz,相对频率误差为1.5%;理论输出功率为7.04μW,测试输出功率最大为5.79μW,相对功率误差为17.8%。该压电能量收集器适用于便携式微电子系统。     

低频宽带压电能量采集器的设计与性能分析

为解决悬臂梁式压电采集器存在的高谐振频率和窄工作频带问题,设计了一种由n段梁和n个质量块构成的新型采集器。首先考虑在尺度效应影响条件下建立微段梁的动力学模型,并实验验证了模型的准确性。进而建立了新型采集器的动力学模型,推导了其外界激励的响应及输出电压计算公式。最后以n=2为例讨论了其谐振频率和输出电压方面的性能。结果表明采集器的谐振频率得到大幅降低,在50 Hz以下存在15.25 Hz和23.08 Hz两个谐振点,在20.32 Hz有效工作频带内,输出电压在80 mV以上。     

阵列式压电俘能拓宽频带的研究

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Δf_r(即│f_1-f_2│)与单个梁带宽BW(即半功率点对应的带宽)之比,即Δf_r/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,Δf_r/BW<0.657;而串联阵列,Δf_r/BW<2.571。     

悬臂梁压电式能量收集器频带扩展研究

为了扩宽悬臂梁压电式能量收集器的工作频带,提出了一种新型的电学连接方案.通过将悬臂梁表面电极分为两个对称区域,实现扭转模态下正负电荷的有效收集.对悬臂梁的结构尺寸进行优化,使弯曲模态接近扭转模态的谐振频率,以扩宽压电式能量收集器频带.根据Erturk的分布参数机电模型,研究了两种模态下的输出电压与固有频率.研究结构表明...     

基于压电材料的振动能量收集器的谐振频率调节

振动能量收集器的最大输出电压发生在共振状态,因此其谐振频率应与环境振动频率一致.针对振动能量收集器与环境频率不匹配的问题,采用单自由度模型分析了悬臂梁-质量块结构的振动能量收集器谐振频率等性能,加工并测试了压电式的微型振动能量收集器样机,结果谐振频率的误差最大为6％.通过质量调节方法进一步将样机的谐振频率调节了10.5 Hz的宽度.针对50 Hz的振动环境,将谐振频率为58.7 Hz的样机调节到了50.4 Hz,输出电压提高了4倍.     

梯形悬臂梁结构能量收集器的设计与研究

传统矩形悬臂梁上的应力呈非均匀分布,在梁固定端存在一个应力集中区,且沿轴向方向衰减,从而影响压电层的极化效果。同时,矩形悬臂梁结构能量收集器的谐振频率较高。为解决这一问题,文章提出了一种“倒”梯形结构的能量收集器结构。该梯形结构可以有效扩展极化区域,从而捕获到更低频的振动能量。实验发现,在1g振动加速度下,该能量收集器在124 Hz下输出电压为404 mV,输出功率达到41.3 μW。     

一种基于故障监测的MEMS压电能量收集器

为了实现对轮船发动机故障监测系统的可持续供电,针对轮船发动机振动特性以及故障监测系统应用需求,设计了一种基于d31工作模式的微机电系统(MEMS)压电振动能量收集器。该能量收集器采用了共质量块压电悬臂梁阵列结构,与传统单梁结构相比,其降低了MEMS压电振动能量收集器的机械阻尼。通过ANSYS软件对结构进行了优化设计,得到压电悬臂梁的优化尺寸为2.72mm×3.55mm×0.125mm,硅质量块的优化尺寸为14mm×8.45 mm×0.575 mm。设计了器件的加工工艺流程,并完成了芯片的制作。在加速度2g(g=9.8m/s2),谐振频率606Hz,最优化负载45kΩ下,输出电压为4.32V,输出功率为414.7μW,能够满足故障检测系统的可持续供电需求。     

全球移动通信频率分配情况分析

频率承载无线通信数据,在无线网络建设与发展中扮演着重要角色.及时并快捷地获得全球范围内移动通信所用频率的分配进展状况,将为国家制订相关频谱政策以及中国移动制订频谱使用战略提供重要的基础信息条件.本文整理归纳了全球范围内频率分配方面的相关信息,希望能为有关频谱管理、研究工作提供参考.     

宽带Ka频段下变频器的设计与实现

介绍了一种宽带Ka频段下变频器的设计与实现。变频器链路采用低本振的二次变频方式,无频谱倒置,通过合理的频率配置和电平分配,减小了混频非线性导致的组合频率干扰,降低了输出杂散。变频器本振源应用双环频率合成技术实现了宽带、低噪声输出,设计结果得到了测试验证。变频器结构设计采用了模块化技术,便于调试、故障定位和维修,可广泛适用于Ka频段卫星通信地面站。     

几种跳频通信技术性能分析

跳频技术具有很强的抗干扰能力和组网灵活等优点,在军事无线通信、民用移动通信、卫星通信、现代雷达和声纳等电子系统中有重要应用。随着集成电路技术和数字信号处理技术的飞速发展,跳频技术也逐渐得到更为广泛的应用。本文对自适应跳频技术、动态跳频技术、差分跳频技术的性能进行了分析和比较,提出了今后跳频技术的研究发展方向。     

两台同类型号独立激光器频率稳定度的测量

采用拍频法对两台同类型号独立激光器的稳定度进行了测量。从拍频理论出发,得到了拍频信号稳定度与待测激光器和参考激光器稳定度三者所满足的平方和关系,对于稳定度一致的两台同类型号激光器,由拍频信号稳定度可以得到待测激光器的稳定度。实验中将New Focus公司生产的两台同类型号激光器(TLB-6017)进行拍频,根据拍频信号稳定度测得激光器稳定度为1.36×10-8,频率漂移量为5.1MHz(1s积分时间)。实验结果与激光器出厂指标[稳定度1×10-8、频率漂移量5MHz(1s积分时间)]相比,稳定度在同一量级,频率漂移量的相对误差为2%。此方法避免了通常测量激光器稳定度时所需的高稳定度参考光源的限制,为激光器稳定度的测量提供了一定的参考。     

多线性调频信号瞬时频率估计快速算法

对多线性调频信号的瞬时频率估计问题提出一种快速算法,该算法以特征子空间跟踪算法为基础,结合矩阵线性变换和多项式方程求根得到参数估计。该算法的优点是计算量小,其计算量仅与短时傅里叶变换相当;频率分辨力较高;多信号情况下不存在交叉项问题;当多个分量的功率差异达到14 d B时仍能有效估计瞬时频率。但是,由于采用了矩阵求逆的步骤,该算法在低信噪比环境下性能较差。仿真实验显示在信噪比不低于6 d B时,算法具有明显的优越性。     

移动通信网络规划中的频率优化配置软件设计

在蜂窝区移动通信网络规划中 ,许多人都习惯用等频距法或分区分组法进行小区频率配置。当各规划小区话务量分布不均匀和蜂窝小区结构不规则时 ,这种传统方法受到诸多限制。本文用动态频率分配法 ,解决了这一难题 ,并完成了程序设计。作为实例 ,最后给出了频率规划结果和各种干扰分布图。     

扩谱跳频在射频识别中的应用

射频识别是通过电磁场进行识别的一种新技术,但其识别率的不稳定性一直阻碍了这种先进技术的推广。扩谱跳频则利用扩展通信带宽,达到抗干扰、抗侦测、减低通信误码率的目的。论文以一般的射频识别系统为背景,通过引入扩谱跳频和自适应跳频组网,减小固定频率干扰的影响,提高射频识别率。     

铷原子频标低噪声9次倍频链设计

铷原子频标短期频率稳定度由物理系统和电路系统共同决定.微波链的相位噪声是电路系统影响铷频标短期频率稳定度的主要因素.本文分析了传统铷频标微波链的结构和工作原理,指出9次倍频器和调制器是微波链相噪的主要来源.为抑制微波链噪声,采用肖特基二极管倍频和提高载波频率的调制方案,设计出一种低噪声9次倍频链.实验结果表明,该倍频链输出90MHz信号的相噪比传统方案降低了12dB以上,可将微波链噪声对铷频标1s频率稳定度的贡献控制在1.9E-13.将该倍频链应用于铷频标,测得铷频标短稳为3.53E-13（1s）、1.27E-13（10s）和3.97E-14（100s）.     

基于频率集的DRFM噪声干扰探讨

分析了传统捷变频干扰技术优缺点,运用数字射频存储器（DRFM）具有储频精度高、相干性保持好的特点,提出了基于频率集的噪声干扰方式,分析了该干扰方式效果和优点。结果表明：该干扰方式具有明显优势,具有广泛的应用前途。     

UHF射频读写器的设计

为满足市场需求,提高读写器的读写效率,提出了一种超高频读写器的设计方案,介绍了读写器的系统硬件结构,在此基础上阐述了RFID读写器的软件设计流程以及防冲撞算法的实现。相对于采用传统随机碰撞算法的读写器,此读写器适用于超高频段,能够在多标签环境下顺利读取标签,防冲撞算法性能具有一定的提高。