壓電與聲光最新期刊目錄

用于N77頻段的高優值S₀蘭姆波聲表面波諧振器仿真與制備————作者：蔡喬;帥垚;彭斌;吳傳貴;潘忻強;張萬里;

摘要：N77頻段對聲表面波濾波器提出了大帶寬、低損耗等要求，但使用低聲速聲學模態以及單層功能層襯底結構的諧振器無法同時實現高頻、寬帶的目標，因此提出了基于X-37°Y鈮酸鋰薄膜與SiO₂/Ta₂O₅布喇格反射層設計，并制備了固態裝配型的聲表面波諧振器。首先確定諧振器的工作模態為高相速度S₀蘭姆波，通過仿真各層薄膜厚度...

石英基極窄帶聲表面波濾波器的橫向模式抑制研究————作者：冷俊林;肖強;陸川;董加和;陳文遠;謝曉;金巧;杜雪松;汪紅兵;

摘要：針對通信和電子對抗系統中對極窄帶SAW濾波器的需求，選用AT-石英作為壓電材料設計SAW濾波器，為滿足相對帶寬小于1‰的要求，采用縱向耦合型雙模（DMS）濾波器拓撲結構進行了優化設計。而后，研究了對AT-石英基極窄帶SAW濾波器通帶和高端過渡帶產生的橫向模式雜波的抑制，采用指條電極末端加厚的Piston結構，通過有限元仿真建模優化實現了橫向模式的抑制。最后通過實驗對比了橫向模式優化前后的測試曲線，...

基于矢量閱讀器的聲表面波傳感器頻率估計優化————作者：盧銘瑞;徐靜寧;蔡飛達;張勇斌;趙萬生;

摘要：在進行無線無源聲表面波（SAW）傳感器測量時，諧振頻率估計的穩定性不佳會限制聲表面波閱讀器測量系統的性能。為提高頻率估計的穩定性，基于傳統功率譜頻率估計方法引入了相位檢波技術，設計了一種矢量閱讀器架構以獲取矢量頻譜，并提出了一種結合相位測量和濾波處理的優化方法。該方法采用逆快速傅里葉變換（IFFT）和有限沖激響應（FIR）濾波方法提升回波信號的信噪比，并結合多種模型擬合方法，針對不同峰型特征的諧振...

用于土壤溫濕度檢測的聲表面波標簽天線設計————作者：薛昕爍;陳智軍;張爍;周鵬;王帥;

摘要：天線設計是實現基于無線無源聲表面波標簽的土壤溫濕度檢測的重要環節。為實現對同一表面位置不同深度處土壤溫濕度的并行檢測，多個標簽需采用時分與頻分多址的方案。對此設計了層疊式雙頻圓極化微帶天線及一分四T型微帶功分器，天線的不同貼片對應不同諧振頻率，通過切角實現圓極化；功分器采用微帶線設計減小了高頻段電阻效應及耗散功率問題。使用HFSS軟件進行仿真優化，制作實物并結合矢量網絡分析儀進行測試。測試結果表明...

P波段窄帶高抑制選頻組件性能優化的研究————作者：龔旭;楊桃均;李亞飛;蒲志勇;張偉;

摘要：直插封裝（SC04-06）濾波器裝配工藝復雜，引腳修剪長度和裝配過孔等影響端口阻抗，導致產品一致性差，不利于選頻組件批量生產。表面貼裝封裝（SMD0705B）濾波器的體積小，裝配工藝簡單，但存在阻帶抑制不佳問題。利用三維電磁軟件對選頻組件的核心聲表面波（SAW）濾波器進行仿真，通過仿真結果和實物對比，驗證了濾波器封裝對阻帶抑制的影響。提出對SMD0705B封裝濾波器增加屏蔽罩的方法，實現了P波段窄...

基于Wi-Fi頻段的寬帶電磁能量收集超表面————作者：江志豪;林飛宏;陳家偉;徐霆鋒;嚴仲明;王豫;周洪澄;

摘要：提出了一種用于Wi-Fi頻段電磁能量收集的寬帶電磁整流超表面。超表面單元尺寸為34 mm×34 mm×5 mm。所選用的肖特基二極管不僅能將射頻電磁能量整流成直流能量，而且利用其在高頻電路下的非線性、高阻抗特性可實現空間波阻抗與超表面之間的直接阻抗匹配，省略了復雜的匹配電路，增加了其工作帶寬。之后再通過背面的濾波電路將直流電磁能量輸出到負載實現能量收集的功能。中心對稱的結構保證其可收集空間中任意極...

柔性7 nm BaTiO₃鐵電隧穿結的電學性質研究————作者：王琦;方曾遠;韋春樹;劉興鵬;

摘要：鐵電隧穿結器件因其功耗低、響應快及數據讀寫穩定等特點在非易失性存儲器研究領域備受關注。為進一步提高鐵電存儲器性能,采用脈沖激光沉積技術,通過優化BaTiO₃的生長條件,在柔性云母襯底上制備出了7 nm厚度的BaTiO₃鐵電隧穿結器件,并對其電學性質進行研究。研究發現柔性7 nm BaTiO₃鐵電隧穿結表現出明顯的阻變特性,I-V測試...

3-2-2新型壓電復合材料的有限元仿真————作者：黃仁海;夏麗莉;王宏偉;楊鵬飛;蘭宇丹;

摘要：為了提升發射電壓響應和機電耦合系數以提高壓電性能，基于1-3型壓電復合材料設計了一種3-2-2陶瓷-空氣-聚合物新型復合材料。通過分析壓電陶瓷陣列的理論機電特性，結合有限元仿真軟件對敏感元件進行建模和物理場計算，確定敏感元件的發射電壓響應和諧振頻率，并對比不同尺寸對應的頻率差異以確定聚合物最優尺寸。實驗結果表明，相對于傳統1-3型壓電復合材料，3-2-2型新型復合材料換能器的機電耦合系數提高了0....

面向氣體絕緣設備故障檢測的高靈敏SO₂光聲氣體傳感器————作者：周陽;李尚志;袁宇鵬;董磊;崔茹悅;薛積禹;申曉雯;武紅鵬;

摘要：針對氣體絕緣開關設備（GIS）中二氧化硫（SO₂）濃度高靈敏度檢測的需求,設計并構建了一種基于LD泵浦全固態調Q激光器的紫外光聲氣體傳感器。該傳感器以中心波長為266 nm、發射功率高達36.93 mW的紫外激光器為光聲信號激勵光源,采用體積僅0.39 mL的非共振光聲池對微弱光聲信號進行放大增強,最終通過檢測光聲信號實現對SO₂濃度的在線反演。通過優化...

雙圖案化技術制備聲表面波濾波器的工藝路線————作者：季鴻雨;郭俊寒;于海洋;張玉濤;史向龍;孟騰飛;

摘要：研究了聲表面波濾波器的光刻工藝。通過雙圖案化技術將一套密度高且復雜的芯片圖形拆分成兩套分立的、密度低且簡單的圖形。通過雙重曝光技術先后將占空比差異較大的兩組叉指電極曝光在同一層光刻膠中，降低了光刻工藝的復雜程度，提高了芯片圖形的光刻質量。芯片的性能與仿真結果一致

空氣隙型橫向激勵薄膜體聲波濾波器工藝研究————作者：舒平;李樺林;梁柳洪;譚發曾;冷峻林;陳興;

摘要：隨著通信技術的發展，對射頻前端濾波器的高頻化和小型化需求愈發強烈。橫向激勵薄膜體聲波濾波器（XBAR）是一種適用于高頻應用的器件，其中空氣隙型XBAR因結構設計而在高頻段表現出優異的性能。通過研究空氣隙型XBAR的制作工藝與結構特點，研制出空氣隙型橫向激勵薄膜體聲波濾波器芯片樣品。基于探針測試，該濾波器芯片樣品的頂部插入損耗為1.27 dB，通帶帶寬為808 MHz，通帶相對帶寬為15.9%。這對...

壓電晶圓厚度對聲表面波器件性能的影響及改進方法研究————作者：何成勇;褚夢群;譚發曾;胡明浪;譚瑞;陳文遠;張幸;羅鴻飛;肖強;

摘要：鉭酸鋰（LiTaO₃,LT）為目前聲表面波（SAW）濾波器普遍采用的壓電晶圓之一。為控制SAW濾波器的制造成本和體積，制造時通常會采用更薄、價格更低的0.25 mm厚的LT替代原來0.35 mm厚的晶圓。然而，在濾波器設計結構相同的情況下，相較于0.35 mm厚的LT，采用0.25 mm厚LT的SAW濾波器性能有所降低。針對該問題，首先建立了含封裝粘片膠的電磁仿真模型，分別仿...

具有布喇格反射層諧振器帶內橫模抑制結構設計————作者：李磊;帥垚;李金曄;范維;吳達豪;羅文博;吳傳貴;張萬里;

摘要：研究了基于X切鈮酸鋰材料且具有布喇格反射層結構的諧振器，通過有限元（FEM）仿真模擬計算了面內旋轉角和Al電極厚度對機電耦合系數、相速度和阻抗比的影響。搭建三維有限元（3D FEM）結構探究了諧振器帶內的橫向模式與半周期的關系，并對比了兩種小錘結構對橫向模式的抑制作用，小錘結構無法對SMR諧振器的橫向模式進行有效抑制。設計了3種加權諧振器結構，分別是加權無假指、加權有假指和加權有小錘。實驗對比了普...

基于陶封微波收發組件的高效清洗工藝方法研究————作者：廖雯;黃義煉;吉垚;文鵬;

摘要：陶封微波收發組件內部裸芯片較多，為高效清理其調試后的內部異物殘留，提升該類產品生產質量及效率，介紹了一種通過等離子清洗活化芯片表面后再進行二流體清洗的組合式清洗工藝。經理論分析及實驗測試，結果表明，相較于傳統的人工清理方法，該工藝可高效去除產品內部的異物而不產生負面影響，清洗效率提升了22倍，清洗后的產品滿足微電子器件實驗方法與程序（GJB548C-2021）的各項工藝要求，為復雜內腔環境的微波收...

階梯型寬帶微帶天線的設計仿真————作者：胡萬山;徐艷紅;崔燦;劉子雄;

摘要：針對現代通信系統天線的高寬帶、高定向性需求，提出了在雙層微帶貼片上開階梯型槽并采用微帶線耦合饋電方式擴展帶寬，研究了不同等分階梯數對天線帶寬的影響。采用電磁仿真軟件HFSS對天線參數進行仿真和優化，最終確定上層貼片使用四等分階梯設計，下層貼片使用六等分階梯設計。仿真結果表明，天線在7.2～12.6 GHz（相對帶寬54%）范圍內的S11<-10 dB

收發一體平面圓型換能器的研究————作者：劉婷;夏麗莉;王宏偉;蘭宇丹;

摘要：采用圓盤換能器嵌圓環換能器的方式設計了收發一體的平面圓型換能器，其外部圓環換能器發射信號，內部圓盤換能器接收反射信號。分別對負責發射和接收的兩個換能器的諧振頻率進行理論分析，理論推導了圓盤換能器的接收靈敏度計算公式。利用有限元仿真軟件確定內部圓盤水聽器（接收換能器）的厚度，并調整其半徑以改變面積比，從而分析了不同面積比對收發性能的影響。結果表明，當面積比為0.2時，該收發一體換能器的最大發送電壓響...

壓電粘滑驅動的回退抑制及切換控制研究————作者：孟令偉;皇甫樂曉;呂陽;王順順;崔玉國;楊依領;

摘要：針對壓電粘滑驅動中的位移回退及“粗-精”切換擾動問題，首先利用拱形驅動單元、柔性調節機構和輸出臺等構建壓電粘滑平臺，建立包含電路、機械與摩擦特性的系統動力學模型；然后將驅動單元分為驅動組和防回退組，利用定子配合法實現粘滑位移的回退抑制，同時采用開關自鎖邏輯回路與時間標記過渡函數，設計面向“粗-精”定位的平滑切換控制策略，提高粘滑運動模式切換的穩定性和效率；最后搭建實驗測試系統進行驗證，結果表明，與...

基于腔體SOI的CMUT工藝方法及性能研究————作者：曾祥鋮;陳佳琪;孫佳麗;王任鑫;賈利成;楊玉華;

摘要：針對目前水下超聲檢測對超聲探頭結構尺寸、靈敏度及可靠性等方面的更高要求，提出了一種基于腔體絕緣體上硅工藝設計并制備微小電容式微機械超聲換能器（CMUT）的方法，并通過封裝完成了CMUT電學性能測試以及水下性能表征。測試結果表明，此方法制備的CMUT具有更高的良品率與一致性，且其發送電壓響應級為169.03 dB、接收靈敏度為-211.31 dB、相對帶寬為121%，表現出優異的靈敏度特性與指向性（...

可重復使用的超敏快速有機磷壓電傳感技術————作者：翁嘉楠;吳偉;朱波;

摘要：有機磷化合物的過度使用引發嚴重的環境污染問題。研究表明，即使環境中的殘留濃度遠低于現行安全閾值，但這類化合物仍可引發各種神經系統疾病，對人類健康構成長期威脅，而研發高靈敏度、高選擇性以及能快速響應的化學傳感器勢在必行。該文通過分子設計提高材料對分析物的傳感選擇性；通過電化學原位聚合獲得高比表面積的材料界面，提高傳感靈敏度；通過動力學擬合計算優化傳感條件，提高傳感響應速率并賦予其重復使用特性。最終在...

基于克里金模型的壓電位移放大機構優化設計————作者：朱元珅;石明輝;陳江義;沈鵬;

摘要：設計了一種以疊層型壓電陶瓷驅動、基于三角形放大原理的壓電位移放大機構，并采用有限元方法對其靜、動態性能進行仿真分析。為優化機構性能，以位移放大比和結構剛度最大化為目標，考慮尺寸參數對性能的影響，利用最優拉丁超立方生成設計空間樣本點并進行有限元計算。基于計算結果和克里金算法建立優化目標的代理模型，使用非支配排序遺傳算法獲得最優解集。優化結果表明，位移放大比較初步設計時提升了17.4%，剛度提升了5....

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