摘要：基于硅基深反应离子刻蚀、表面金属化、热压金-金键合等微机电系统(micro-electro-mechanical-systems,MEMS)加工工艺,并结合耦合系数设计方法,选用终端开路式交指结构,实现了一种应用于C波段的自屏蔽式MEMS带通滤波器.开发了该新型滤波器工艺加工流程,并基于高阻硅衬底成功实现了滤波器的制造和测试.测试结果表明,所制造的滤波器中心频率为3.96GHz,频率误差为2.6%,通带内插入损耗约4dB,驻波比小于1.2,相对带宽为20.7%,器件整体尺寸为7.0mm×7.8mm×0.8mm,器件质量小于0.1g,具有尺寸小、重量轻、性能高、造价低、可批量生产、易于单片集成等显著优点,适应了微波毫米波电路对于滤波器件小型化、轻质化、集成化发展的应用要求.

摘要：借助Fluent软件,基于标准k-ε湍流模型和PISO算法,采用动网格方法构造动边界条件,在可压缩模型下,对二维、黏性、非定常气体合成射流微喷的频率特性及影响射流性能的3个关键因素(驱动频率、振动膜峰值速度和喷口尺寸)进行数值模拟,为合成射流微喷的优化设计提供了依据.结果表明,在可压缩模型下,合成射流微喷的频率特性仿真结果与理论计算结果较吻合,验证了其在可压缩气体模型下仿真的必要性;同时,对任一给定的合成射流微喷,驱动频率和喷口宽度存在最优值.

摘要：基于微机电系统(MEMS)微加工工艺,开发了一种能够测量微管道内壁面剪应力的热式传感器,以多晶硅为热敏元件,在低阻硅衬底上形成多孔硅膜隔离硅衬底损耗.利用水浴加热方法测量得到电阻温度系数为0.21%/℃.采用数值模拟的方法对剪应力传感器进行了热分析,探讨了提高剪应力传感器灵敏度和线性度的方法,为优化其设计和使用提供了理论基础.数值模拟结果表明:随着微管道深度的增加,传感器灵敏度提高,但线性度下降.

摘要：为有效控制飞行器边界层的流动分离和增强掺混,提出了一种全新的流动控制技术.采用微细加工技术成功地制作了压电合成射流激励器,并对其流场特性进行了测试,得到了激励器的流向和展向射流速度分布规律以及流向速度与频率之间的关系.结合理论分析和数值模拟,验证了实验结果的合理性,对合成射流激励器的优化设计提供了重要参考.从流向速度与频率关系曲线中,获得了Helmholtz频率(fH=425Hz)及压电薄膜的固有频率(fM=850Hz).流向速度分布曲线表明,中心线速度最大值出现在喷口下游.

摘要：针对硅基RF-MEMS带通滤波器制备过程中金层电镀沉积工艺,基于亚硫酸金盐无氰电镀液,并结合脉冲电镀技术,通过对电流密度、占空比、正负脉冲时间比、脉冲频率、温度、搅拌速率等相关工艺参数进行优化组合,实现了所设计的硅基双层自屏蔽式RF-MEMS带通滤波器制备与测试,也为相关RF-MEMS器件制备提供了工艺指导.

摘要：通过分析实时数据采集与处理的基本原理和系统构架,搭建了适用于微型飞行器边界层分离点检测的实时信号采集与处理系统.该系统主要由模拟低通滤波电路、模数转换电路(ADC)、场可编程门阵列(FPGA)控制电路及USB接口电路构成.测试结果为:基准电平0.1mV,峰峰值407mV,频率1kHz,满足边界层分离点实时检测和判定的要求.

摘要：研究不同结构、不同热敏元件温度和不同工作介质等情况下剪应力传感器的性能差异.通过实验和数值模拟相结合的方法对剪应力传感器进行了热特性分析.数值模拟结果发现:采用热敏元件下部埋置真空空腔的结构,隔热效果最佳;选择相对较高的热敏元件温度和较高热物性系数的工作气体有助于获得较高的灵敏度.该结果对优化设计微型剪应力传感器具有通用的指导意义.

摘要：借助计算流体动力学软件Fluent,采用有限体积法、非定常N-S方程、Realizable k-ε湍流模型及无滑移壁面边界条件对微电子机械系统(MEMS)微型热敏传感器进行三维数值模拟.全面地分析了传感器绝缘层材料、空腔内介质材料以及结构尺寸参数对其灵敏度的影响情况,探讨了提高传感器灵敏度的方法.同时,设计了一款高灵敏度的MEMS微型热敏传感器.数值模拟结果发现,采用具有较低热导率的结构材料及工作气体,隔热效果最佳;合理优化传感器尺寸参数有助于获得较高的灵敏度.该结果对微型热敏传感器的优化设计和实际加工、制造提供了依据.

摘要：等直 收缩 扩张 等直 (SCDS)变截面微管道主要应用于微型空间推进器和微型气体涡轮机等微器件中 ,研究其内流动特性对指导上述两种微器件的设计和性能的提高具有非常重要的意义 .采用硅微加工技术在硅片上制作出矩形截面三维SCDS微管道 ,喉部宽度为 16 μm ,深度为 2 0 μm ,收缩比为 1 6 2 5∶1 实验测量了不同进出口压比条件下微管道内氮气的流量特性 .实验设定进出口压比值范围为 1 0— 4 0 ,由此出口体积流量范围为 0— 0 12mL s,流动的特征雷诺数小于 35 0 在实验研究的基础上 ,采用有限体积法对其内部流动特性进行了数值模拟 ,数值模拟结果与实验结果相符合 .数值模拟结果发现两点不同于常规流动的特异现象 :其一为最早出现声速点不在最小截面喉部附近 ,而是移到出口截面附近 ,即声速点的位置发生变化 ;其二为在进出口压比达到 4 0时 ,SCDS微管道内部流场才出现声速点 ,即临界压比值 (这里将管道内部首次出现声速点时对应的当地点压力与进口压力的比值定义为临界压比 )发生变化 .将其原因归结为表面效应 (表面积与体积比值S V)的影响 ,并进一步研究了这两点特异现象与S V值之间的关系 .

摘要：绝缘体介电电泳(iDEP)利用微流体管道中均匀绝缘柱阵列产生介电电泳(DEP)所需要的非均匀电场,实现微全分析系统(μTAS)和芯片实验室(LOC)中细胞等生物粒子的分离.对这种新型的iDEP器件进行理论分析,建立了数值计算方法.基于有限元数值计算理论,利用Ansys软件,计算了细胞的介电电泳力,验证了iDEP的富集原理,对iDEP器件的介质形状、尺寸、间距和微管道长度等参数进行了优化,提出了设计准则.选用间距10μm,圆形,微管道长度3550μm的5×5绝缘柱阵列,器件性能最优.