MEMS环形陀螺仪带宽拓展控制器设计

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作者 崔让 魏雯强 +2 位作者 蔡麒 刘宇鹏 曹慧亮 《仪器仪表学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期45-54,共10页

设计一种基于零极点补偿的比例积分控制器,用于MEMS环形振动陀螺的检测模态闭环回路控制。文章分别分析了环形陀螺仪机械灵敏度、带宽与陀螺仪模态之间谐振频率差值、品质因数的关系,并通过伯德图分析了零极点与陀螺带宽的关系。设计了... 设计一种基于零极点补偿的比例积分控制器,用于MEMS环形振动陀螺的检测模态闭环回路控制。文章分别分析了环形陀螺仪机械灵敏度、带宽与陀螺仪模态之间谐振频率差值、品质因数的关系,并通过伯德图分析了零极点与陀螺带宽的关系。设计了基于零极点补偿的比例积分控制器(PZ-PIC),通过在检测闭环回路中使用该控制器,可以拓展陀螺仪的带宽,解决环形陀螺仪机械带宽与机械灵敏度相互矛盾的问题。提出的新型控制器具有参数少,参数确定简单等优点,适用于MEMS陀螺仪的批量化生产。经过实验验证,3只陀螺仪样机带宽均得到有效拓展,拓展后带宽超过90 Hz。 展开更多

关键词 MEMS环形陀螺仪 振动陀螺仪 带宽拓展 检测模态闭环控制

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基于偶极子补偿法的硅微机械陀螺仪带宽拓展 被引量：9

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作者 曹慧亮 李宏生 +2 位作者 申冲 刘俊 杨波 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2427-2434,共8页

硅微机械陀螺仪的机械灵敏度与驱动和检测模态的谐振频率差Δf成反比,而Δf处的谐振峰是影响陀螺带宽的直接因素,带宽约0.54Δf,因此,带宽和机械灵敏度往往成为两个互为矛盾的指标。基于自动控制原理中介绍的偶极子理论提出了偶极子补... 硅微机械陀螺仪的机械灵敏度与驱动和检测模态的谐振频率差Δf成反比,而Δf处的谐振峰是影响陀螺带宽的直接因素,带宽约0.54Δf,因此,带宽和机械灵敏度往往成为两个互为矛盾的指标。基于自动控制原理中介绍的偶极子理论提出了偶极子补偿控制技术,该方法在不影响机械灵敏度的前提下可有效拓展陀螺带宽。首先,对涉及到的双质量硅微机械陀螺仪的结构形式和工作原理进行了介绍,指出陀螺实际工作的检测模态是由检测同相和反相模态叠加而成,设计了陀螺开环检测回路,分析了带宽是由驱动反相和检测反相模态的谐振频率差决定,并结合检测力反馈激励法验证了上述结论;其次,根据偶极子工作原理设计了偶极子补偿控制器的系统传递函数和电路,并对相关内容进行了仿真,验证了电路参数的准确性;最后,基于偶极子补偿控制器建立了硅微机械陀螺仪闭环检测系统,分析了该系统的稳定性,并对该系统的带宽特性进行了仿真和测试,结果显示带宽由原来的13 Hz拓展到了76 Hz,很好地证明了本文提出方法的可行性。此外,鉴于双质量陀螺的实际检测模态,在消除了第一个Δf谐振峰对带宽的影响后,由检测同、反相模态叠加产生的共轭零点引起的幅值谷为带宽进一步提高的限制因素。 展开更多

关键词 硅微机械陀螺仪 偶极子补偿 带宽拓展 模态叠加 谐振峰 控制器设计

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双质量硅微机械陀螺仪带宽拓展系统设计 被引量：5

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作者 曹慧亮 李宏生 +3 位作者 申冲 石云波 刘俊 王华 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期218-223,共6页

检测开环状态下,微机械陀螺的实际工作带宽约为驱动和检测模态固有频率差值(?f)的一半,而陀螺结构的机械灵敏度与Δf成反比,较高的机械灵敏度有助于优化陀螺的噪声特性。本文提出了一种较为通用的陀螺带宽拓展方法,在使陀螺拥有较好的... 检测开环状态下,微机械陀螺的实际工作带宽约为驱动和检测模态固有频率差值(?f)的一半,而陀螺结构的机械灵敏度与Δf成反比,较高的机械灵敏度有助于优化陀螺的噪声特性。本文提出了一种较为通用的陀螺带宽拓展方法,在使陀螺拥有较好的机械灵敏度基础上有效提高陀螺带宽以增强其动态环境适应性。首先,建立了陀螺检测系统的模型,并进一步得到了陀螺结构的传递函数和机械带宽。其次,分析了带宽拓展控制器的系统特性,设计了基于比例-积分串联相位超前控制方法的带宽拓展控制器,并对其进行了系统级和电路级仿真,验证了设计参数。最后进行了测试,结果表明采用本文所述方法可将陀螺带宽从原有的13 Hz拓展到了104 Hz,且具有较好的带内平整度,验证了设计方案。 展开更多

关键词 双质量硅微机械陀螺仪 带宽拓展 比例-积分串联相位超前 模型仿真

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电路模拟吸波材料带宽拓展方法探索 被引量：4

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作者 姚承照 张晨 +2 位作者 冯志海 李仲平 李嘉禄 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期33-36,共4页

电路模拟吸波材料有一定的频率选择特性，电磁波有效损耗的带宽通常比较窄，通过多层电路屏、掺杂电损耗介质、磁损耗介质层组合、磁电损耗组合的方法，对电路模拟结构吸波材料在2～18GHz区间电磁损耗带宽的拓展进行了初步探索。结果证... 电路模拟吸波材料有一定的频率选择特性，电磁波有效损耗的带宽通常比较窄，通过多层电路屏、掺杂电损耗介质、磁损耗介质层组合、磁电损耗组合的方法，对电路模拟结构吸波材料在2～18GHz区间电磁损耗带宽的拓展进行了初步探索。结果证明：四种方法都能够提高电路模拟吸波材料的有效吸波带宽，并能够不同程度地提高材料的吸波效率。多层电路屏、掺杂电损耗介质的多层电路屏、组合磁损耗介质层的多层电路屏、组合磁损耗介质层和电损耗介质的多层电路屏，其反射率≤-5dB的带宽较单层电路屏的1．2GHz分别增加了6．4、10．6、9．6、10．6GHz，最小反射率分别达到-8、-10、-12、-25dB。 展开更多

关键词 电路模拟吸波结构 多层电路屏 电损耗介质 磁损耗介质 带宽拓展

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可见光通信中LED非线性补偿和带宽拓展技术 被引量：9

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作者 王玉皞 曹凡 +4 位作者 邓震宇 刘晓东 罗雨桑 马帅 鄢秋荣 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期20-31,共12页

可见光通信(VLC)是一项有前景的技术,作为现有无线通信网络的有益补充,可提供高速率、低延迟及多设备接入等通信服务。借助传统无线通信的高性能编码调制技术,已经设计并实现了各种适配于VLC系统的物理层通信技术。不同于传统射频通信,... 可见光通信(VLC)是一项有前景的技术,作为现有无线通信网络的有益补充,可提供高速率、低延迟及多设备接入等通信服务。借助传统无线通信的高性能编码调制技术,已经设计并实现了各种适配于VLC系统的物理层通信技术。不同于传统射频通信,VLC采用LED作为信号的发射源,LED的调制容易产生非线性失真且调制带宽有限,已成为VLC高速通信的技术瓶颈。针对这两方面的挑战,本文以白光LED为出发点,阐述了白光LED能有效兼顾照明和通信的特性,总结和分类了非线性失真补偿和拓展调制带宽的多种技术,最后本文提出了LED封装材料及工艺、新型Micro-LED器件研究、光源布局设计、码间干扰消除技术等开放性研究问题,以期提高可见光通信系统的性能。 展开更多

关键词 可见光通信 白光LED 非线性失真补偿 带宽拓展

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《微波学报》征稿通知——多模谐振电磁超表面及天线专题

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《微波学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期F0002-F0002,共1页

多模谐振电磁超表面及天线是无线通信系统的关键接口部件。面向未来无线通信系统对大宽带、高速率的迫切需求,探索基于多模谐振原理的高性能超表面及天线精确设计方法,既有重要的理论意义,又有广阔的工程应用前景。通过同时激发单个谐... 多模谐振电磁超表面及天线是无线通信系统的关键接口部件。面向未来无线通信系统对大宽带、高速率的迫切需求,探索基于多模谐振原理的高性能超表面及天线精确设计方法,既有重要的理论意义,又有广阔的工程应用前景。通过同时激发单个谐振器的多个谐振模式,能在尺寸缩减、带宽拓展的情况下显著提升器件性能,故多模谐振原理已被广泛应用于小型化、超宽带和低延时的微波无源器件和电路中,它也是高性能超表面及天线设计的重要理论基础及关键技术。 展开更多

关键词 微波无源器件 谐振模式 天线设计 器件性能 超宽带 带宽拓展 低延时 尺寸缩减

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《微波学报》征稿通知——多模谐振电磁超表面及天线专题

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《微波学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期F0003-F0003,共1页

多模谐振电磁超表面及天线是无线通信系统的关键接口部件。面向未来无线通信系统对大宽带、高速率的迫切需求,探索基于多模谐振原理的高性能超表面及天线精确设计方法,既有重要的理论意义,又有广阔的工程应用前景。通过同时激发单个谐... 多模谐振电磁超表面及天线是无线通信系统的关键接口部件。面向未来无线通信系统对大宽带、高速率的迫切需求,探索基于多模谐振原理的高性能超表面及天线精确设计方法,既有重要的理论意义,又有广阔的工程应用前景。通过同时激发单个谐振器的多个谐振模式,能在尺寸缩减、带宽拓展的情况下显著提升器件性能,故多模谐振原理已被广泛应用于小型化、超宽带和低延时的微波无源器件和电路中,它也是高性能超表面及天线设计的重要理论基础及关键技术。 展开更多

关键词 微波无源器件 谐振模式 天线设计 器件性能 超宽带 带宽拓展 低延时 尺寸缩减

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《微波学报》征稿通知——多模谐振电磁超表面及天线专题

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《微波学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期F0002-F0002,共1页

多模谐振电磁超表面及天线是无线通信系统的关键接口部件。面向未来无线通信系统对大宽带、高速率的迫切需求,探索基于多模谐振原理的高性能超表面及天线精确设计方法,既有重要的理论意义,又有广阔的工程应用前景。通过同时激发单个谐... 多模谐振电磁超表面及天线是无线通信系统的关键接口部件。面向未来无线通信系统对大宽带、高速率的迫切需求,探索基于多模谐振原理的高性能超表面及天线精确设计方法,既有重要的理论意义,又有广阔的工程应用前景。通过同时激发单个谐振器的多个谐振模式,能在尺寸缩减、带宽拓展的情况下显著提升器件性能,故多模谐振原理已被广泛应用于小型化、超宽带和低延时的微波无源器件和电路中,它也是高性能超表面及天线设计的重要理论基础及关键技术。 展开更多

关键词 微波无源器件 谐振模式 天线设计 器件性能 超宽带 带宽拓展 低延时 尺寸缩减

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《微波学报》征稿通知——多模谐振电磁超表面及天线专题

9

《微波学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期F0002-F0002,共1页

多模谐振电磁超表面及天线是无线通信系统的关键接口部件。面向未来无线通信系统对大宽带、高速率的迫切需求,探索基于多模谐振原理的高性能超表面及天线精确设计方法,既有重要的理论意义,又有广阔的工程应用前景。通过同时激发单个谐... 多模谐振电磁超表面及天线是无线通信系统的关键接口部件。面向未来无线通信系统对大宽带、高速率的迫切需求,探索基于多模谐振原理的高性能超表面及天线精确设计方法,既有重要的理论意义,又有广阔的工程应用前景。通过同时激发单个谐振器的多个谐振模式,能在尺寸缩减、带宽拓展的情况下显著提升器件性能,故多模谐振原理已被广泛应用于小型化、超宽带和低延时的微波无源器件和电路中,它也是高性能超表面及天线设计的重要理论基础及关键技术。 展开更多

关键词 微波无源器件 谐振模式 天线设计 器件性能 超宽带 带宽拓展 低延时 尺寸缩减

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一种超宽带雷达散射截面减缩的超表面设计 被引量：1

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作者 郑秋容 余建辉 +2 位作者 李勇军 赵尚弘 赵维维 《现代电子技术》 北大核心 2019年第13期5-8,14,共5页

提出一种具有超宽带雷达散射截面(RCS)减缩特性的超表面(MS)。该MS结构由聚四氟乙烯(Polytef)介质层、空气层和金属地板组成,同时在Polytef介质层的两侧刻蚀金属图案。为了拓展RCS,减缩带宽,设计两种几何结构相似但是工作在不同频段的... 提出一种具有超宽带雷达散射截面(RCS)减缩特性的超表面(MS)。该MS结构由聚四氟乙烯(Polytef)介质层、空气层和金属地板组成,同时在Polytef介质层的两侧刻蚀金属图案。为了拓展RCS,减缩带宽,设计两种几何结构相似但是工作在不同频段的宽带双频单元,两种单元的有效相位差区域得到极大拓展。采用经典的棋盘方式进行布阵,实现了超宽频带的RCS减缩。仿真和实验结果表明,与等尺寸金属平板相比,该MS在3.0~20.0GHz的频带范围,后向RCS均有减缩,其中在5.3~17.7GHz(107.8%)的范围,后向RCS减缩基本都在10dB以上,证实了MS的超宽带RCS减缩特性。 展开更多

关键词 超表面设计 雷达散射截面 超宽带RCS减缩 零反射相位 带宽拓展 人工磁导体 布阵方式

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掺稀土光纤放大器研究进展 被引量：1

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作者 常军 王青圃 +2 位作者 丁双红 张行愚 李平 《光通信研究》 北大核心 2004年第6期60-62,66,共4页

掺稀土光纤放大器(RDFA)的研究对拓展光纤通信系统的带宽有重要意义,文章介绍了掺Er3+、Tm3+、Pr3+、Dy3+、Ho3+、Nd3+等光纤放大器的工作原理、增益、噪声等特性,并综述了其最新研究进展情况。

关键词 稀土掺杂 光纤放大器 带宽拓展

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折叠小型化超宽带单锥天线设计 被引量：1

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作者 何昱燃 陈星 《现代电子技术》 2023年第9期13-17,共5页

利用折叠法和镜像法设计了一款具有全向辐射特性的小型化超宽带单锥天线。天线辐射单元通过折叠技术实现了天线的小型化,通过镜像法和末端加载实现了天线的低剖面。在天线周围加载圆柱形套筒,通过改善天线在高频处的阻抗匹配,进一步拓... 利用折叠法和镜像法设计了一款具有全向辐射特性的小型化超宽带单锥天线。天线辐射单元通过折叠技术实现了天线的小型化,通过镜像法和末端加载实现了天线的低剖面。在天线周围加载圆柱形套筒,通过改善天线在高频处的阻抗匹配,进一步拓展天线的带宽。在保证天线低剖面的同时,与传统的单锥天线相比,文中提出的天线金属地板尺寸较小,仅为0.236λmin,具有较好的工程应用前景。天线实现了在1~7.65 GHz的频率范围内,VSWR<2,实现了153.8%的阻抗带宽。天线在频带范围内最大增益为6 dBi,不圆度小于2 dB。天线的整体物理尺寸为30 mm×30 mm×30 mm,对应的低频电尺寸为0.1λmin×0.1λmin×0.1λmin。加工了样机进行测试,测试结果和仿真结果吻合度较好,验证了设计的可靠性和有效性。这种低剖面、超宽带的全向天线可以作为室内基站天线、无人机机载天线等,具有广泛的应用场景。 展开更多

关键词 单锥天线 天线小型化 天线低剖面 带宽拓展 全向天线 折叠技术

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4×5Gbit/s VCSEL阵列驱动集成电路 被引量：2

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作者 陈强军 赵聪 +1 位作者 郭迪 孙向明 《半导体技术》 CAS 北大核心 2020年第2期110-115,共6页

基于GSMC 130 nm工艺设计并制备了一款4通道垂直腔面发射激光器(VCSEL)阵列驱动电路芯片。该芯片核心电路主要包括限幅放大器(LA)、输出级驱动电路、带隙基准电压源、8 bit数模转换器(DAC)电路等。输出级驱动电路将LA输出的电压信号转... 基于GSMC 130 nm工艺设计并制备了一款4通道垂直腔面发射激光器(VCSEL)阵列驱动电路芯片。该芯片核心电路主要包括限幅放大器(LA)、输出级驱动电路、带隙基准电压源、8 bit数模转换器(DAC)电路等。输出级驱动电路将LA输出的电压信号转换成电流信号,并配合偏置电路驱动VCSEL,实现调制发光,其中LA采用有源电感峰化结构,其峰化强度可通过DAC进行配置,输出级驱动加入前馈电容补偿技术以拓展带宽。在典型输出配置(输入差分峰峰值200 mV、5 Gbit/s的PRBS7信号)下,每个通道可输出最大12.5 mA的调制电流和2 mA的偏置电流。芯片实测结果表明,在典型输出配置下得到干净清晰的5 Gbit/s眼图,每个通道的总抖动为31.535 ps,功耗为84.5 mW。 展开更多

关键词 垂直腔面发射激光器(VCSEL)阵列驱动 集成电路 限幅放大器(LA) 有源电感峰化 前馈电容补偿技术 带宽拓展

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超宽带高增益对踵Vivaldi天线的设计

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作者 刘刚 郭肖肖 +3 位作者 戴柯寒 周豪 曹锐 桑磊 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2020年第3期370-375,共6页

文章设计了加载周期波纹与三层介质透镜的对踵Vivaldi天线(antipodal Vivaldi antenna with a periodic slit edge and three-layer trapezoid-shaped dielectric lens,PSEAVA-TDL),拓展了传统对踵Vivaldi天线(conventional antipodal V... 文章设计了加载周期波纹与三层介质透镜的对踵Vivaldi天线(antipodal Vivaldi antenna with a periodic slit edge and three-layer trapezoid-shaped dielectric lens,PSEAVA-TDL),拓展了传统对踵Vivaldi天线(conventional antipodal Vivaldi antenna,CAVA)的低频带宽,改善了CAVA的辐射性能,在4、16 GHz处天线的端射增益分别提升了2.1、7.0 dB。宽频带内该天线辐射性能稳定,方向性良好。该天线经过加工测试,实测结果和仿真数据基本一致。 展开更多

关键词 对踵Vivaldi天线 周期性波纹 介质透镜 端射增益 拓展带宽

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