上海工程技术大学 机械与汽车工程学院，上海 201620
压电驱动柔性微纳米定位平台通常呈现低阻尼谐振模态，高速运动时易激发机械谐振，从而严重影响控制系统稳定性、控制带宽和轨迹跟踪精度。为消除当前谐振控制器对平台动力学建模精度的依赖性，该文设计了一种自适应陷波滤波器来实现压电微纳定位平台的在线实时抑制谐振。首先，搭建了压电驱动柔性微纳定位平台系统并建立其机电耦合动力学模型；其次，利用快速傅里叶变换方法在线分析了闭环系统误差信号，设计平台频率特性提取算法，实现了对陷波滤波器参数的在线自适应整定；最后，利用所设计的自适应陷波滤波器对阶跃信号和三角波信号进行轨迹跟踪实验。实验结果表明，自适应陷波滤波器可以很好地实现谐振的在线抑制，能够有效提升平台的稳定性和轨迹跟踪精度。
微纳米定位平台 压电陶瓷驱动器 在线谐振抑制 自适应陷波滤波器 柔性机构 micro/nano positioning platform piezoelectric ceramic driver online resonance suppression adaptive notch filter flexible mechanism
中国电子科技集团公司第二十六研究所，重庆 400060
基于声表面波(SAW)滤波器技术，采用两级滤波器级联、滤波器环绕开关、多通道抗干扰布局等方法，实现了一种小型化、高阻带抑制组件的研制。实验结果表明，研制的多通道滤波组件尺寸为18 mm×15 mm×5 mm，其-3 dB带宽大于48 MHz，插入损耗小于7 dB，带内幅度波动小于1.5 dB，近端阻带抑制大于70 dBc，具有很好的实用性。
声表面波滤波器 级联 小型化 阻带抑制 surface acoustic wave filter cascade miniaturization stop-band suppression
中国电子科技集团公司 第二十六研究所，重庆 400060
该文设计了一款用于电子不停车收费系统(ETC)的声表面波(SAW)滤波器。该款滤波器采用3-1-3分节的电容加权结构和电极宽度控制(EWC)的换能器单元结构，基片材料为128°Y-X铌酸锂。通过对滤波器外围匹配电感、换能器反射指结构和膜厚的优化，实现了滤波器小插入损耗和高阻带抑制，制作滤波器的中心频率为40 MHz，插入损耗为-7.5 dB。该文突破常规设计方法，采用在扇形结构中换能器全抽指加权SAW滤波器的设计手段，使器件最终满足ETC项目使用要求。
声表面波滤波器(SAW) 扇形结构 电容加权 抽指加权 SAW filter fan-shape structure capacitance weighting withdrawal weighting
中国电子科技集团公司第二十六研究所, 重庆 400060
通过理论仿真, 该文研制了一种改进型的3IDT-LCR结构, 并基于该结构在42°Y-X LiTaO3压电基片上研制出一种低损耗、小矩形系数的SAW滤波器。滤波器标称频率为253.75 MHz, 实测插入损耗1.05 dB, 低端带外抑制接近80 dB, 高端带外抑制接近65 dB, -1 dB带宽10.52 MHz, -3 dB带宽12.54 MHz, -40 dB带宽16.68 MHz, 矩形系数1.33。实测结果表明, 该改进型3IDT-LCR结构的SAW滤波器具备低插入损耗、小矩形系数和高带外抑制的特点。
声表面波滤波器 纵向耦合谐振器 三换能器 SAW filter longitudinally- coupled resonator 3IDT
1 南京理工大学 机械工程学院，江苏南京20094
2 吉林大学 机械与航空航天工程学院，吉林长春13005
3 上海交通大学 机械与动力工程学院，上海200240
三轴快速刀具伺服（Fast Tool Servo， FTS）具有更高的刀具空间运动柔性，逐渐用于复杂光学曲面和微纳结构表面的切削加工。针对所研制电磁-压电混合驱动三轴FTS存在的轴间耦合、高频谐振和迟滞非线性等因素对轨迹跟踪性能的影响，研究综合补偿策略实现三轴空间轨迹的高性能跟踪控制。以陷波滤波器抑制系统高频谐振，以前馈解耦补偿弱化平面轴间耦合；针对法应力电磁驱动和压电驱动的迟滞非线性，提出以线性动力学模型级联Prandtl-Ishlinskii模型描述各轴的动态迟滞特性，并构建无需直接求逆的迟滞前馈补偿模型，实现系统的迟滞非线性补偿。谐波扫频测试结果表明：所采用的陷波滤波器可以很好地消除高频谐振，前馈解耦补偿可将平面XY轴间的耦合幅值降低约14 dB。宽频域内迟滞建模结果表明：平面XY轴和Z轴的动态迟滞建模误差分别小于±2.2%和±1.8%。以PID为主控制器，对宽频谐波（10~100 Hz）的跟踪结果表明：采用综合补偿策略获得各轴的最大跟踪误差约为仅采用逆动力学前馈补偿的25%~50%，进一步对空间螺旋球面轨迹进行了跟踪测试，证明了所构建的综合补偿控制策略的有效性。
快速刀具伺服 轨迹跟踪控制 陷波滤波器 前馈解耦补偿 动态迟滞模型 fast tool servo trajectory tracking control notch filter feed-forward decoupling compensation dynamic hysteresis model 光学 精密工程
2023, 31(15): 2236
中国电子科技集团公司第二十六研究所, 重庆 400060
钽酸锂晶体具有优异的压电性能, 是声表面波(SAW)滤波器广泛使用的衬底材料。该文采用自主研制的提拉单晶炉, 成功生长出4英寸、42°Y方向、外观完整的钽酸锂晶体。经可见及近红外分光光度计测试, 晶体透过率接近80%; 经X线摇摆测试, 其半高全峰宽(FWHM)为28.4″, 单晶性较好; 采用差热分析仪对生长的晶体头尾进行居里温度测试, 居里温度偏差为4.4 ℃。声表面波性能测试结果表明, 钽酸锂晶体的声表面波速度、机电耦合系数和频率温度系数等指标均满足SAW滤波器的使用要求。
钽酸锂 晶体 提拉法 声表面波滤波器 lithium tantalate crystal Czochralski method SAW filter
1 北京中科飞鸿科技股份有限公司，北京100095
2 中国科学院声学研究所，北京100190
使用结构为42°Y-X LiTaO3(600 nm)/SiO2(500 nm)/Si的SOI衬底，通过抑制横向模式等优化设计，研制了单端谐振器和声表面波滤波器。经测试，谐振器的谐振频率为1.5 GHz，品质因数(Q)值高达4 000；滤波器的中心频率为1 370 MHz，插入损耗为-1.2 dB，1 dB带宽为74 MHz，相对带宽达到5.4%，阻带抑制大于40 dB，且温度系数在-55~+85 ℃时优于-9×10-6/℃。该产品具有高频、宽带、低损耗、低温漂、高阻带抑制的特点，其性能指标优异，具有很好的实用性。
SOI衬底 大带宽 横向模式 谐振器 声表面波滤波器 SOI substrate wide bandwidth transverse mode resonator surface acoustic wave filter
中国电子科技集团公司第二十六研究所, 重庆 40060
介绍了一种可满足第二代北斗客户端用B3波段载频滤波的声表面波(SAW)射频滤波器。该滤波器采用“5换能器纵向耦合结构＋谐振器”的混合型设计方案, 在充分考虑了SMD3030A封装及键合引线寄生影响后, 成功研制出-1 dB带宽35 MHz、插入损耗2.2 dB、矩形系数1.9的滤波器产品。结果表明, 仿真与实测吻合性较好, 证明了该设计方案的可行性。
声表面波滤波器 纵向耦合结构 第二代北斗 B3波段 SAW filter longitudinal coupling structure 2nd generation Beidou B3 band
1 北京无线电测量研究所,北京 100854
2 北京航天微电科技有限公司,北京 100854
在传统的抽指加权技术基础上，该文提出了一种自适应抽指加权技术。通过计算确定抽指加权的起始位置和加权数值，能对切趾换能器进行部分指条的抽指加权。研究结果表明，根据该文提出方法研制的一款声表面波滤波器，其频率为61, 60 MHz，-1 dB相对带宽为3, 7％，带外抑制大于45 dB，矩形度为1, 4，器件的综合性能得到改善。
抽指加权 自适应 切趾 加权位置 加权数值 声表面波滤波器 withdrawal weighted adaptive apodization weighted position weighted value SAW filter
