面向5G的MEMS跷跷板结构功率传感器

1

作者 钱文轩 易真翔 《移动通信》 2020年第3期81-84,共4页

为了解决5G功率传感器灵敏度不高的问题,创新性地提出一种可面向5G应用的MEMS跷跷板结构功率传感器。S参数测试结果表明,在1 GHz-10 GHz的频段内传感器的回波损耗小于-12.5 dB,插入损耗小于1.5 dB。功率响应测试表明,内部电容的灵敏度接... 为了解决5G功率传感器灵敏度不高的问题,创新性地提出一种可面向5G应用的MEMS跷跷板结构功率传感器。S参数测试结果表明,在1 GHz-10 GHz的频段内传感器的回波损耗小于-12.5 dB,插入损耗小于1.5 dB。功率响应测试表明,内部电容的灵敏度接近69.2aF/mW@1GHz、71.5aF/mW@5GHz和66.3aF/mW@10GHz,外部电容的灵敏度约为35.2aF/mW@1GHz、33.0aF/mW@5GHz和27.6aF/mW@10GHz,表明该跷跷板结构设计提高了传感器的灵敏度。 展开更多

关键词 5G 微机械mems 功率传感器 跷跷板

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硅微机械陀螺仪温度补偿方法的研究现状 被引量：12

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作者 刘楠 苏言 +3 位作者 童鑫 韩国威 司朝伟 宁瑾 《微纳电子技术》 北大核心 2017年第6期395-400,共6页

综述了硅微机械陀螺仪温度补偿方法的研究现状。介绍了陀螺仪的基本原理,并分析了陀螺仪的温度特性。分别对温度控制、器件设计和算法补偿三种温度补偿方法进行了原理和结果分析,总结了各种方法的优势与不足。介绍了算法补偿中两种常用... 综述了硅微机械陀螺仪温度补偿方法的研究现状。介绍了陀螺仪的基本原理,并分析了陀螺仪的温度特性。分别对温度控制、器件设计和算法补偿三种温度补偿方法进行了原理和结果分析,总结了各种方法的优势与不足。介绍了算法补偿中两种常用的温度误差模型构建方法,算法补偿既符合小体积、低成本的设计理念,又能有效提升陀螺仪的温度稳定性,但复杂的算法需要强大的内存支撑,系统的响应速度亦会受到影响,因此在算法的优化设计方面仍有巨大的研究潜力和空间。随着陀螺仪数字化进程的不断推进,温度误差模型构建的标准化方法以及优化的算法是未来进一步的发展方向。 展开更多

关键词 微机械系统(mems) 陀螺仪 零偏稳定性 温度补偿 软件算法补偿

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卡尔曼滤波算法在MEMS热式风速风向传感器中的应用 被引量：7

3

作者 赵天 田润 +1 位作者 易真翔 秦明 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期183-188,共6页

针对MEMS热式风速风向传感器在实际使用过程中因噪声问题导致输出不稳定的现象,本文首次采用了卡尔曼(Kalman)滤波算法对本征白噪声进行滤波处理,从而优化传感器的输出性能。本文分别通过理论分析和仿真模拟证明了Kalman滤波算法的可行... 针对MEMS热式风速风向传感器在实际使用过程中因噪声问题导致输出不稳定的现象,本文首次采用了卡尔曼(Kalman)滤波算法对本征白噪声进行滤波处理,从而优化传感器的输出性能。本文分别通过理论分析和仿真模拟证明了Kalman滤波算法的可行性。实验结果表明,通过调节相关参数,Kalman滤波算法在滤波效果、响应速度及误差上均优于传统的加权滑动均值滤波算法。除此之外,在消耗较少资源的前提下,Kalman滤波算法可以有效减少本征白噪声的干扰,且调节空间较大,可以适应不同的应用需求。 展开更多

关键词 微机械系统(mems) 热式风速风向传感器 单片机控制 卡尔曼滤波算法

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超小型非硅基微机械可调光衰减器 被引量：3

4

作者 万鹏 袁野 吴兴坤 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1505-1508,共4页

研制了一种新型的超小型电磁驱动微机械可调光衰减器(VOA).该器件采用电磁驱动器转动硅基微镜改变光路实现可调衰减,在结构上采用了全磁性回复,完全摆脱了通常的弹性回复造成的部件疲劳、零点偏移等器件重复性问题.驱动电压为0～5V,工... 研制了一种新型的超小型电磁驱动微机械可调光衰减器(VOA).该器件采用电磁驱动器转动硅基微镜改变光路实现可调衰减,在结构上采用了全磁性回复,完全摆脱了通常的弹性回复造成的部件疲劳、零点偏移等器件重复性问题.驱动电压为0～5V,工作范围0～40dB,插入损耗小于0.8dB,回波损耗小于-50dB.器件重要部件采用微细电火花加工(EDM)技术制作,并应用FEA软件进行了结构优化,对衰减响应进行了详尽的理论分析.该VOA设计体积仅为25×10×7mm3,可构成阵列应用于波分复用(WDM/DWDM)系统中各信道的动态信号平衡或网络保护. 展开更多

关键词 光纤通信技术 可调光衰减器(VOA) 微机械(mems) 电火花加工(EDM) 密集波分复用(DWDM)

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微机械圆盘谐振器的仿真分析及等效电路 被引量：1

5

作者 贾英茜 徐淑壹 赵正平 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2011年第4期248-253,共6页

通过对径向振动圆盘的机械振动方程进行分析,将机械振动的分散参数集总化,提取出机械集总参量并通过机电类比的方法将集总化的机械参量类比成电参量,建立起径向振动微机械谐振器的电参数模型。利用ANSYS软件对径向振动盘式微机械谐振器... 通过对径向振动圆盘的机械振动方程进行分析,将机械振动的分散参数集总化,提取出机械集总参量并通过机电类比的方法将集总化的机械参量类比成电参量,建立起径向振动微机械谐振器的电参数模型。利用ANSYS软件对径向振动盘式微机械谐振器进行模拟,提取出谐振频率和振动位移,并以此为基础计算出等效质量及阻尼和刚度的数值,进而通过机电耦合系数求出电参数值。以所提取的电参数为依据,分析了谐振器的结构对谐振器的等效阻抗的影响。谐振器的等效电路及分析结果将成为后续结构和驱动电路设计的出发点。 展开更多

关键词 微机械系统(mems) 微机械谐振器 机电类比 机械集总参数 ANSYS软件

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采用恒频参量激励的微机械陀螺驱动控制方案 被引量：2

6

作者 林一羽 郑旭东 +2 位作者 吴海斌 马志鹏 金仲和 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1795-1804,共10页

提出一种基于恒定谐振频率和参量激励的微机械(MEMS)陀螺驱动控制方案.该方案利用三角形栅极电容实现,使得陀螺驱动谐振频率和品质因子在环境波动下保持恒定,改善陀螺的温度敏感性.介绍基于三角形栅极电容的频率调谐和参量激励理论,提... 提出一种基于恒定谐振频率和参量激励的微机械(MEMS)陀螺驱动控制方案.该方案利用三角形栅极电容实现,使得陀螺驱动谐振频率和品质因子在环境波动下保持恒定,改善陀螺的温度敏感性.介绍基于三角形栅极电容的频率调谐和参量激励理论,提出并实现新型恒定谐振频率和参量激励驱动方案.仿真结果表明,对陀螺驱动模态的实时调谐使得谐振频率恒定;参量激励实现了对驱动模态的稳幅控制.实验结果表明,该方案测得的陀螺的Allan方差偏置不稳定性为1.69°/h,优于传统方案;降温过程中零偏温漂相比传统方案减小了50%. 展开更多

关键词 微机械(mems)陀螺 驱动控制方案 参量激励 恒谐振频率驱动 三角形栅极电容

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MEMS矢量水听器定位误差分析与测试 被引量：2

7

作者 宋小鹏 张丛 +3 位作者 赵玉林 尹彦梅 石归雄 薛晨阳 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2011年第6期930-934,共5页

针对一种纤毛式微机械电子(MEMS)矢量水听器的工作原理进行分析,通过分析得出该矢量微传感器的定位误差主要来源于纤毛柱体的偏差。通过有限元仿真分析得出纤毛柱体的偏差对矢量水听器在两个方向上的灵敏度有较大影响,理论计算出在纤毛... 针对一种纤毛式微机械电子(MEMS)矢量水听器的工作原理进行分析,通过分析得出该矢量微传感器的定位误差主要来源于纤毛柱体的偏差。通过有限元仿真分析得出纤毛柱体的偏差对矢量水听器在两个方向上的灵敏度有较大影响,理论计算出在纤毛偏移下2个轴向灵敏度度误差为9.74%。对水听器结构进行轴向灵敏度测试,测出x向灵敏度为0.683mV/g(其中g为重力加速度),y向灵敏度为0.755mV/g,两个方向上灵敏度相对误差为9.5%,与仿真结果接近。 展开更多

关键词 矢量水听器 微机械电子(mems) 误差 纤毛

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基于共平面波导的可调低通滤波器的设计和制作

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作者 刘蕾 郭兴龙 +1 位作者 欧阳炜霞 赖宗声 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1020-1024,共5页

介绍了一种使用多触点MEMS开关实现的新型可调微波MEMS低通滤波器,应用MEMS制作工艺在石英衬底上实现滤波器结构.滤波器基于慢波共平面波导周期性结构,具有尺寸小、插损低、可与单片微波集成电路工艺兼容等优点。滤波器截止频率的大小... 介绍了一种使用多触点MEMS开关实现的新型可调微波MEMS低通滤波器,应用MEMS制作工艺在石英衬底上实现滤波器结构.滤波器基于慢波共平面波导周期性结构,具有尺寸小、插损低、可与单片微波集成电路工艺兼容等优点。滤波器截止频率的大小取决于MEMS开关的状态。实验结果表明,当MEMS开关受到激励时,低通滤波器的3-dB截止频率从12.5GHz转换至6.1GHz,带内纹波小于0.5dB,带外抑制大于40dB,开关的驱动电压在25V左右。 展开更多

关键词 微机械系统(mems) 可调滤波器 共平面波导(CPW)结构 多触点mems开关

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MEMS陀螺仪的一种实用标定法 被引量：27

9

作者 宋丽君 秦永元 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2010年第3期372-374,378,共4页

主要介绍了一种微机械系统(MEMS)陀螺仪的速率标定法,根据MEMS陀螺仪的输出数学模型,详细推导了如何得到MEMS陀螺仪的输出数学模型中的零漂、刻度因数和安装误差,并在得到其标定系数后将其封装在C函数中进行验证实验。通过实验数据分析... 主要介绍了一种微机械系统(MEMS)陀螺仪的速率标定法,根据MEMS陀螺仪的输出数学模型,详细推导了如何得到MEMS陀螺仪的输出数学模型中的零漂、刻度因数和安装误差,并在得到其标定系数后将其封装在C函数中进行验证实验。通过实验数据分析可知,MEMS陀螺仪速率标定法原理简单,易于实现,且精度较高。此标定法所得到的MEMS陀螺仪输出数学模型能较准确地反映其输出,且MEMS陀螺仪的线性度有所改善。 展开更多

关键词 微机械系统(mems)陀螺仪 误差模型 速率标定 刻度因数 安装误差 线性度

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基于MEEMD的MEMS陀螺仪降噪方法

10

作者 侯梦婷 王雪梅 +3 位作者 单斌 许哲 李灿 郑雨晞子 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期409-415,共7页

为了有效抑制微机械陀螺仪的随机误差,基于改进的经验模态分解(MEEMD),结合粒子群优化算法(QPSO)优化的卡尔曼滤波(KF),提出了一种微机械陀螺仪降噪方法。通过引入排列熵的概念对微机械陀螺信号进行分解得到本征模态分量;计算各分量排列... 为了有效抑制微机械陀螺仪的随机误差,基于改进的经验模态分解(MEEMD),结合粒子群优化算法(QPSO)优化的卡尔曼滤波(KF),提出了一种微机械陀螺仪降噪方法。通过引入排列熵的概念对微机械陀螺信号进行分解得到本征模态分量;计算各分量排列熵,分析排列熵变化趋势筛选出信号噪声混叠的分量,对其中混叠的分量分析建模,采用QPSO-KF算法滤波去噪;再对滤波结果和信号主导的分量进行重构,实现微机械陀螺信号降噪。实验验证了所提方法的有效性,相比传统经验模态分解(EMD)、KF精度提高了1个数量级,验证了所提方法的有效性和精度。 展开更多

关键词 微机械(mems)陀螺仪 经验模态分解 多尺度熵 粒子群优化 卡尔曼滤波

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基于Kalman滤波和六位置法的加速度计标定补偿 被引量：6

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作者 刘宇 季廷洪 +3 位作者 向高林 张欣 龚爽 宁莉莎 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期94-98,110,共6页

加速度计的零偏、刻度因子、安装误差都会影响加速度计的精度。以微机械系统(MEMS)加速度计为实验对象,采用卡尔曼(Kalman)滤波对实验数据进行滤波,结合六位置法得到MEMS加速度计的零偏、刻度因子、安装误差与MEMS加速度计测量值的关系... 加速度计的零偏、刻度因子、安装误差都会影响加速度计的精度。以微机械系统(MEMS)加速度计为实验对象,采用卡尔曼(Kalman)滤波对实验数据进行滤波,结合六位置法得到MEMS加速度计的零偏、刻度因子、安装误差与MEMS加速度计测量值的关系,最终获得基于Kalman滤波和六位置法的MEMS加速度计标定补偿数学模型。通过实验测试表明,补偿后MEMS加速度计的输出值更接近标准值,且加速度计解算俯仰角(-90°^+90°)的绝对误差由补偿前的1°经补偿后减小为0.34°。验证了该标定补偿算法的可行性,对提高MEMS加速度计测量精度有较好的理论和工程应用价值。 展开更多

关键词 卡尔曼(Kalman)滤波 六位置法 微机械系统(mems)加速度计 安装误差 标定

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石英MEMS陀螺检测模块的测试方法研究

12

作者 朱振忠 王清亮 +3 位作者 李世国 张锐 苏永川 蒋昭兴 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2012年第5期692-694,698,共4页

提出了一种石英微机械(MEMS)陀螺检测模块的测试方法和测试系统方案。该方法仅将检测模块的输入/输出端口接入测试系统,无需其他位置的信号注入和引出,即可实现增益、相位、频带、阻尼等电路特性的测试和标定,适用于生产过程对检测模块... 提出了一种石英微机械(MEMS)陀螺检测模块的测试方法和测试系统方案。该方法仅将检测模块的输入/输出端口接入测试系统,无需其他位置的信号注入和引出,即可实现增益、相位、频带、阻尼等电路特性的测试和标定,适用于生产过程对检测模块的快速测试及研制过程对检测模块的性能分析。 展开更多

关键词 石英微机械(mems)陀螺 检测模块 锁定放大器 等效输入信号

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微控器件的MEMS结构仿真与纳米材料应用研究

13

作者 葛羽屏 纪江明 +3 位作者 顾晓清 王伟明 李成诗 郭方敏 《新技术新工艺》 2008年第7期86-88,共3页

对新型微纳流控结构进行了分析，对相关材料进行了改进设想，对引入纳米多孔材料加以性能改善进行了基础性研究，并给出了实体照片反映其生长机理；从功能理解角度对有限元分析软件之分析原理、分析进程、运行机理进行了分析，并给出了... 对新型微纳流控结构进行了分析，对相关材料进行了改进设想，对引入纳米多孔材料加以性能改善进行了基础性研究，并给出了实体照片反映其生长机理；从功能理解角度对有限元分析软件之分析原理、分析进程、运行机理进行了分析，并给出了相关模拟结果。 展开更多

关键词 微机械电子系统mems 微流控 有限元法 围堰结构 纳米多孔硅

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一种改进 MEMS 加速度计标定补偿方法

14

作者 刘宇 曹原 《中国航班》 2019年第18期76-77,共2页

针对微机械系统 (MEMS) 加速度计在实际使用过程中存在非正交零偏误差和随机误差的问题,提出了一种基于正则粒子滤波的改进加速度计十二位置校准算法。算法采用正则粒子滤波消除加速度计原始数据携带的随机噪声,再通过十二位置标定模型... 针对微机械系统 (MEMS) 加速度计在实际使用过程中存在非正交零偏误差和随机误差的问题,提出了一种基于正则粒子滤波的改进加速度计十二位置校准算法。算法采用正则粒子滤波消除加速度计原始数据携带的随机噪声,再通过十二位置标定模型计算两组加速度计误差系数,然后采用阈值法调整两组误差系数的权重,最终得到精确的标定系数。 展开更多

关键词 微机械系统(mems)加速度计 正则粒子滤波 十二位置校准 阈值法

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基于数控雕刻机的微流控芯片制作方法 被引量：1

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作者 张晓龙 高宏伟 +1 位作者 焦念东 刘连庆 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2013年第10期635-638,661,共5页

介绍了一种基于数控雕刻机的简捷微流控芯片制作方法。结合数控雕刻机加工模式中平行粗加工和等高线细加工的优点,设计并提出了一种不对称路径加工方法,有效避免了微结构在加工过程中出现断裂、扭曲及其附近大量残渣堆积等现象。相对于... 介绍了一种基于数控雕刻机的简捷微流控芯片制作方法。结合数控雕刻机加工模式中平行粗加工和等高线细加工的优点,设计并提出了一种不对称路径加工方法,有效避免了微结构在加工过程中出现断裂、扭曲及其附近大量残渣堆积等现象。相对于传统基于微电子机械系统(MEMS)工艺的微流控芯片加工过程(涂胶、曝光、显影等工艺),该方法简捷易行,整个加工过程仅需3 h。实验结果表明芯片通畅性与密封性良好,满足实验要求。这种制作方法可以极大减少微流控芯片的加工时间和成本,为实验室微流控芯片的结构设计和前期原理验证提供了一种简捷有效的途径。 展开更多

关键词 微流控芯片 数控雕刻机 不对称路径 微电子机械系统（mems） 微细加工

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Casimir效应对微纳机械开关稳定性的影响 被引量：1

16

作者 童梓洋 秦苏梅 郭明 《科技信息》 2008年第8期72-73,共2页

在微/纳机械系统中的一个重要问题就是粘附效应(stiction)。在亚微米尺寸下,Casimir力对于粘附效应的影响是最为严重的。本文分析了Casimir效应对于微纳机械开关中与粘附效应相关的两个参数临界初始距离Lmin和临界电压(pull-involtage)... 在微/纳机械系统中的一个重要问题就是粘附效应(stiction)。在亚微米尺寸下,Casimir力对于粘附效应的影响是最为严重的。本文分析了Casimir效应对于微纳机械开关中与粘附效应相关的两个参数临界初始距离Lmin和临界电压(pull-involtage)的影响。在临界电压的分析计算过程中重点讨论了材料性质所产生的作用。随着微纳构件之间距离的减小,材料的导电性和表面粗糙程度对器件的稳定性的影响也越来越大。在微/纳机械系统的制造中,通过选择不同的材料可以极大地改善系统的稳定性。 展开更多

关键词 CASIMIR效应 微纳机械开关(mems/NEMs swkches) 粘附效应(stiction)

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基于MEMS高阻硅基底的X波段微带天线

17

作者 洪泉 刘晓明 +2 位作者 陈焕辉 邓振雷 朱钟淦 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2013年第10期629-634,共6页

对基于MEMS的高阻硅基底阵列式微带天线设计、制造及测试三部分内容进行了研究。此X波段阵列式微带天线以高阻硅为基底,采用背面刻蚀基底厚度一半的空气腔,使用侧馈的方式馈电,以二等功分器构成馈电网络。针对高阻硅脆性材料,天线加工... 对基于MEMS的高阻硅基底阵列式微带天线设计、制造及测试三部分内容进行了研究。此X波段阵列式微带天线以高阻硅为基底,采用背面刻蚀基底厚度一半的空气腔,使用侧馈的方式馈电,以二等功分器构成馈电网络。针对高阻硅脆性材料,天线加工采用深槽刻蚀、电镀、溅射、切割和封装。使用HFSS软件进一步分析刻蚀深度对天线驻波比、效率和损耗等电性能的影响,最终得出刻蚀深度应控制在221～224μm。对样品天线驻波比、增益和方向图进行测试,高阻硅基底阵列式微带天线样品测试驻波比为1.79,增益大于10 dB,测试结果满足设计和项目指标要求。 展开更多

关键词 微电子机械系统（mems） 微带天线 HFSS 高阻硅 空腔

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