基于Fourier-Mellin变换和相位相关的MEMS旋转角度的测量

MEMS器件微结构的运动特性影响器件的性能和可靠性。为实现微结构周期运动过程中各个时刻的旋转角度的测量,提出一种基于傅里叶梅林(Fourier-Mellin)变换和相位相关算法的旋转角度测量方法。利用傅里叶梅林变换算法的旋转不变性,将图像空间坐标转换为对数极坐标的参数空间,旋转角度变化转化为平移的运动,然后利用相位相关的亚像素平移测量算法,得到微结构旋转角度。实验结果表明,该算法旋转角度测量分辨率达到0.01°,计算量较小且具有抗干扰能力。     

基于圆柱谐振腔结构的接近传感器研究

为满足精密机器人视觉应用中对接近传感器的高精度测量要求,研究了一种新型的接近传感器,该传感器是基于圆柱谐振腔和TE011谐振模而设计的。通过仿真研究了接近距离、谐振腔几何尺寸与工作频率之间的关系,结果表明,该传感器的距离测量精度可达1μm。该传感器不受温度、湿度、尘埃等环境因素影响,可用于精密机器人视觉中。     

Observation of whispering-gallery mode splitting in spherical resonator

We report the observation of the splitting of whispering-gallery mode in the silica spherical resonator. To characterize the fused-silica spherical resonator,an evanescent fiber taper coupling technique is employed. The coupling system consists of a fiber taper with a diameter of about 2.8 microns and a fused-silica spherical resonator with a diameter of about 143 microns. By injecting the laser power into the fiber taper,a number of narrow absorption peaks with equal peak spacing of 3.7 nm are observed in a wide spectral range. After replacing the resonator by the other one with the shape being slightly modified,whispering-gallery mode splitting in the spherical resonator is observed. The wavelength spacing between adja-cent peaks is 0.32 nm,much smaller than that of the previous one.     

基于E型双模谐振器的源负载耦合带通滤波器设计

为实现滤波器的小型化和高性能,提出了两款中心加载的E型双模谐振器,并对其进行了奇偶模分析。在此基础上通过引入源负载耦合,采用ADS与HFSS软件进行了仿真与优化。开路支节加载与短路支节加载的E型双模谐振器分别比方环谐振器减少42.8%与52.6%。实测结果表明,设计的滤波器中心频率分别为4.22 GHz和3.75 GHz,相对带宽分别为33.6%和9.1%,带内插损分别为-0.9 dB和-1.9 dB,带外零点位置与计算仿真结果吻合良好。这两款滤波器不仅尺寸小、插损低,并且具有宽阻带、传输零点可调的优点,短路支节加载的双模滤波器在选择性与带外抑制方面性能更好,可以广泛应用于各种微波电路中。     

基于模糊PID控制算法的恒温石英晶体振荡器

为了提高石英晶体振荡器的频率稳定度,除了选取高性能的谐振器外,对其采取恒温控制方式是保证其稳定震荡的关键。本文给出了一种采用双层恒温槽及采用模糊PID控制算法,外层加温部分控制基础加温,内层加温部分实现精确加温,从而提高恒温石英晶体振荡器的稳定性和启动性的设计方法。同时,在MATLAB环境下建立了数学模型,进行了仿真研究,结果表明采取模糊控制算法和PID控制算法结合的算法比单纯采用PID控制算法温度上升快,超调量小,也更加稳定。     

非均匀介质谐振器的谐振频率分析与FDTD方法

为了揭示非均匀介质谐振器的谐振频率与非均匀介质的特性之间的关系,首先基于Matlab编码,应用时域有限差分法(FDTD),对一个均匀介质的谐振器进行了模型分析和结果仿真,与实测结果对比,仿真结果显示了FDTD方法的有效性。然后建立一个具有横向平面分层式结构的非均匀介质谐振器模型,通过调节各层介质不同的厚度比例,发现可以用两种固定的介电常数相异的介质来获取所期望的谐振频率。这个分析和模拟结果有助于设计模型简单、尺寸规格相近但谐振频率各异的介质谐振器。     

高性能声表面波振荡器的设计和应用

介绍声表面波振荡器的特点和应用,讨论了它的工作原理和优化设计方法,并分析了其关键技术及解决办法。设计采用的电路形式简单且性能良好,给出了研制结果:输出振荡频率1.81 GHz,输出功率7.23 dBm,长期频率稳定度为5×10-6/日,相位噪声优于-122 dBc/Hz/10 kHz。     

基于微流体技术的FBAR微质量传感器

基于微机电系统(MEMS)技术的薄膜体声波谐振器(FBAR)在无线通讯领域取得了巨大的成功后,由于其具备厚度薄,体积小,与IC兼容及谐振频率和灵敏度都远高于传统的微质量传感器(如石英晶体微天平)等优势,逐渐在微生物分子检测方面崭露头角.由于微生物分子大都生存于液体环境,而纵波模式下FBAR微质量传感器在液体环境中声波损耗大,其品质因数Q值只有3.53.因此,该文在分析了纵波模式下FBAR微质量传感器在气相和液相环境中的特性后,针对液相环境中传感器Q值较低问题,设计了一种具有微通道的FBAR微质量传感器,使其Q值达到30.85,增加了近9倍,从而提升了纵波模式下FBAR微质量传感器对液体中微生物分子检测的性能.     

用复合谐振腔法测量介质谐振器材料的介电特性

本文根据Barlow提出的在TE(01n)模谐振腔上耦合一段截止波导构成复合腔的原理，首次在C波段对介质谐振器材料的介电性能进行了测量，并从理论上证明了该方法对相对介电系数有很高的测试灵敏度，本文给出了几种介质谐振器材料的测试结果，最后就样品厚度对测试精度的影响作了分析。