声表面波纵向耦合谐振滤波器通带特性研究

在理论方面,作者应用COM理论分析研究了纵向耦合谐振滤波器通带波纹大小和耦合换能器与输入/输出换能器间距离的关系。在工艺上,作者采用剥离工艺制作了相应的纵向耦合谐振滤波器,并给出了所设计的纵向耦合谐振滤波器频率响应的测试结果。实验测得样品滤波器中心频率为895 MHz,1 dB带宽40.5 MHz,阻带抑制达到47 dB,插入损耗3.8 dB,通带波纹小于0.9 dB。实验与理论分析比较一致。     

慢波结构的纵向谐振特性研究

利用传输线理论分析了单模慢波结构纵向谐振的形成，说明了由于慢波结构与其输入、输出端阻抗不匹配导致纵向谐振的出现；根据有限元方法，通过求解S参数矩阵，研究了过模慢波结构TM0模的纵向谐振特性，获得了其形成时纵向波数与频率的满足条件及场分布特点，给出了纵向谐振发生时场的典型分布及实验上判断其发生的方法，并探讨了它对微波器件中束波相互作用的影响。     

耦合振动夹心式换能器的振动模态研究

基于有限元法,研究了横向尺寸对换能器谐振频率及其耦合振动特性的影响.研究表明,换能器的纵向谐振频率并非随横向尺寸的增大连续降低,而是呈分段降低的趋势,在段与段之间出现了不连续的跃变;随着横向尺寸的增加,耦合振动随之加强,除纵向谐振模态外,有越来越多的径向及耦合谐振模态被激发,换能器的频谱变得更丰富.据此,通过选择合适的纵向和横向尺寸,为设计多频换能器提供思路.     

半球谐振陀螺质量缺陷误差振动研究

半球谐振陀螺仪是依靠半球薄壳振动来敏感载体角度变化的惯导级固体器件,球壳质量缺陷导致的误差振动是影响陀螺仪精度的重要原因。分析误差振动的来源,如何尽量减小球壳的误差振动及开展残余误差振动控制技术研究,是获得高精度半球谐振陀螺的前提条件。     

平坦通带高频纵向耦合谐振滤波器的研制

应用耦合膜理论,重点研究了纵向耦合谐振滤波器耦合换能器与输入/输出换能器间距对纵向耦合谐振滤波器通带波纹的影响,探讨了制作纵向耦合谐振滤波器中金属铝的干法刻蚀工艺。基于理论模拟得出的结论,文中给出了中心频率为900MHz纵向耦合谐振滤波器频率响应的计算模拟结果和实验测试数据。测得1dB带宽25.9MHz,3dB带宽28.7MHz,阻带抑制达到50dB,插入损耗3.85dB,通带波纹小于0.7dB。实验结果与理论分析相吻合。     

声表面波陷波器与纵向耦合结构相结合

为了消除声表面波纵向耦合谐振式滤波器高端带外邻近通带处的肩膀,该文提出将纵向耦合谐振式滤波器与声表面波陷波器相结合,用来改善其近阻带抑制。文中给出了理论模拟及实验结果。实验结果与理论模拟基本一致,验证了方案的可行性。     

多自由度超声电机振动频率的修正

多自由度超声电机是将两种以上的超声振动模式按照一定的方式组合,通过在定子表面的椭圆运动实现转子的多自由度转动.该文对纵弯复合模式圆柱形多自由度超声电机的振动特性进行了研究,该电机的定子由两组夹心式振子组成:一组夹心式压电片在电压激励时能在纵向产生较大的振动位移;另一组夹心式压电片由2个纵向振动的压电片和4个铜电极组成,用于产生两个方向的弯曲振动.为了研究电机的工作特性,参照换能器频率的计算方法,通过纵弯振动的波动方程推导了电机纵弯振动频率方程,考虑多自由度工作时,电机定子纵弯振动的相互影响,对纵弯振动频率方程进行了修正,并将理论计算结果、数值仿真结果及实验测试结果进行了比较,证明了理论计算的正确性.     

ZVS Boost多谐振电路仿真分析

文章首先介绍了多谐振电路的两种基本结构,对比分析了它们的优缺点,并将zvs应用于Boost电路中,详细地分析了BoostZVS多谐振电路的工作原理,并采用Pispice软件对其工作波形进行了仿真验证。最后总结了BoostZVS多谐振电路的优缺点,从而证明了多谐振变换器在推广应用中的优点,及存在的问题。     

多天线系统的广义谐振研究

本文从电磁场的复玻印廷定理出发，对由多根天线组成的天线系统的广义谐振行为进行了深入的研究，揭示开放系统中广义谐振发生的条件和矩阵描述．在此基础上，导出天线系统的广义Foster定理和表征广义谐振的网络Q值．研究实例表明，广义谐振在近场区可表现出强场尖峰效应，在远场区可表现出超方向特性。     

谐振式传感器振动特性测试系统

采用激光测振仪测量振动元件表面的幅值。用于检测谐振式传感器振型的测试系统,主要由计算机、激励信号源、激光测振仪、数据采集卡组成。计算机控制激励信号源产生与被测谐振式传感器一个模态所对应的固有频率相一致的激励信号,激励被测谐振式传感器,使之处于受迫振动状态,计算机通过数据采集卡控制激光测振仪对被测谐振式传感器的振动元件进行空间扫描,测出被测谐振式传感器振动元件表面各点的振动信号,通过数据采集卡将激励信号和激光测振仪测出的振动信号采集到计算机中,计算出振动信号与激励信号的幅度和相位差,解算并绘制出被测谐振式传感器该模态对应的振型。     

谐振式传感器振动特性测试系统

采用激光测振仪测量振动元件表面的幅值。用于检测谐振式传感器振型的测试系统，主要由计算机、激励信号源、激光测振仪、数据采集卡组成。计算机控制激励信号源产生与被测谐振式传感器一个模态所对应的固有频率相一致的激励信号，激励被测谐振式传感器，使之处于受迫振动状态，计算机通过数据采集卡控制激光测振仪对被测谐振式传感器的振动元件进行空间扫描，测出被测谐振式传感器振动元件表面各点的振动信号，通过数据采集卡将激励信号和激光测振仪测出的振动信号采集到计算机中，计算出振动信号与激励信号的幅度和相位差，解算并绘制出被测谐振式传感器该模态对应的振型。     

纵弯转换超声振动球面聚焦系统聚焦特性研究

该文提出了一种由夹心式纵振动换能器与带孔球壳组成的纵弯转换型球面聚焦系统。应用弹性力学的板壳振动理论和亥姆霍兹-基尔霍夫声场理论分析了新型聚焦系统的振动特征和声场聚焦特征,并通过实验进行了验证。研究结果表明,球壳弯曲振动的辐射声场具有显著的聚焦特性,焦点位置、声压强度、焦区形状受球壳曲率半径的影响。在结构一定的情况下,聚焦的特性受谐振频率的影响,高阶谐振频率的聚焦效果比低阶谐振频率好,但焦点声压低于低阶谐振频率。由于弯曲振动与气体介质的辐射阻抗匹配要好于纵向振动,因此这种新型聚焦系统具有更强的实际应用意义。     

L波段薄膜体声波谐振器纵波谐振频率计算

薄膜体声波谐振器(FBAR)电极层和压电层的厚度、材料是影响谐振频率的主要因素,确定各层的厚度和材料可得到期望的谐振频率。通过推导FBAR纵向运动应力方程,得到各层厚度、材料、频率参数与角频率相关的公式;采用MATLAB对FBAR各层应力和位移的边界、连续性条件方程组的行列式进行牛顿迭代,得到各层的频率参数。将确定的各层厚度、材料参数值及由牛顿迭代得到的频率参数值代入公式,可以得出谐振频率为1.453 8GHz。采用ADS对具有与公式计算相同厚度、材料的FBAR进行纵向振动Mason模型等效电路仿真,得到仿真模型的谐振频率为1.463GHz。仿真验证结果表明,谐振频率公式计算值和模型仿真值较近,可采用频率公式计算L波段FBAR纵波谐振频率。     

扭纵超声马达振动系统共振频率简并的研究

扭纵复合朗之万振动系统广泛地应用于超声马达和超声焊接。但在同一振动系统中，由于纵波波速比扭转波速快得多，因此纵振共振频率远高于扭振共振频率。为了使两种共振频率简并，本文作者研究了扭纵驻波超声马达振动系统中共振频率简并的一种方法，即通过细颈将一匹配质量联结到朗之万式扭纵振动换能器的端部，分别用一维网络传输矩阵法和有限元法进行了计算，并且进行了实验测量。用此方法研制的３个扭纵驻波超声马达样机，取得了满     

压电陶瓷三叠片复合换能器弯曲振动特性研究

采用瑞利法对固定边界条件下,三叠片圆盘弯振换能器进行理论研究,推导其谐振频率及有效机电耦合系数,通过数值计算分析换能器谐振频率及有效机电耦合系数随换能器各尺寸参数的变化规律,并与有限元模拟结果比较,结果表明,换能器结构参数对谐振频率和有效机电耦合系数有很大影响,有效机电耦合系数在其他尺寸已定的情况下随着金属片厚度、陶瓷片厚度和半径变化时,都有一个最大值,这为三叠片弯曲振动换能器的设计和进一步广泛应用提供理论支持。     

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.     

用于多纵模LDs的消偏器研究

线偏振多纵模(MLM)激光可用适当厚度的晶体波片消偏,波片的光轴和入射光偏振方向呈45°夹角。对2种实际的MLM光源仿真分析了消偏光的偏振度(DOP)与波片厚度的关系,提出了一种可连续、大范围调节光程差(OPD)的实验装置。理论分析和实验结果表明:最佳波片厚度主要由光源的中心波长和纵模间隔决定;DOP决定于光源的谱特征,光谱越对称,强度相对大的纵模数越多,DOP越小。     

Bubble Architectures for Locally Resonant Acoustic Metamaterials

Soft acoustic metamaterials that embed soft materials in a host media have promising applications in aqueous environments. However, the preparation of soft metamaterials under water and realization of low‐frequency soft acoustic metamaterials remains a challenge. By combining 3D printing technology and surface hydrophobic properties, this work presents a general approach to construct 3D soft acoustic metamaterials using bubbles as resonator units. Low‐frequency broadband locally resonant metamaterials can be realized using patterned bubbles with bandgaps that are orders of magnitude wider than other locally resonant metamaterials. In addition, a water‐to‐air ultratransmission metasurface is prepared by patterning a layer of bubbles beneath the water surface, which allows for the ultratransmission of sound across an air–water interface. This strategy opens up promising avenues for many applications based on locally resonant metamaterials such as deep subwavelength acoustic superlenses or negative‐refraction metamaterials.     

热超声倒装键合换能系统多模态振动与有限元分析

研究了热超声倒装键合设备的核心执行机构——换能系统的动力学特性.利用激光多谱勒测振仪测试系统末端各方向的振动速度,发现系统以轴向振动为主,但受到其他非轴向振动的干扰.非轴向振动对芯片造成芯片倾斜、键合强度降低等负面影响.采用有限元方法对换能系统建模,仿真计算发现换能系统振动是各方向振动的耦合结果,且工作模态附近存在多种干扰模态.最后分析了系统多模态产生的根源并提出抑制方法.