[發明專利]一種基于參數泵的超諧同步帶寬增強方法及系統

有效

• 申請號: 202110044996.6
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112924721B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 韋學勇;徐柳;徐宇濤;陽琪琪;王雪峰;宦榮華
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01P15/097
• 分類號: G01P15/097;G01P15/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

1.一種基于參數泵的超諧同步帶寬增強系統，其特征在于，包括慣性傳感模塊和參數泵模塊，慣性傳感模塊包括低頻諧振梁模塊和高頻同步梁模塊，低頻諧振梁模塊中的低頻諧振梁(1-1)與高頻同步梁模塊的高頻同步梁(2-1)并列排布，并通過共用機械微梁(3-1)機械連接，低頻諧振梁(1-1)和高頻同步梁(2-1)分別置于第一振蕩回路和第二振蕩回路中產生自激振蕩；參數泵模塊包括參數泵信號發生器(12-1)，參數泵信號發生器(12-1)經加法器(12-1)與慣性傳感模塊連接，參數泵信號發生器(12-1)在低頻諧振梁(1-1)和高頻同步梁(2-1)分別產生閉環振蕩后，以固定的頻率輸出參數泵動態剛度調制信號，實現對振蕩器的剛度調制；

低頻諧振梁(1-1)懸置于鏤空的襯底上，低頻諧振梁(1-1)的左右兩端分別和與襯底絕緣層固結的第一固支錨點(1-2)以及懸置的第二連接錨點(1-5)連接；

低頻諧振梁(1-1)中間向外側伸出的第一受激電極板(1-4)懸置于鏤空的襯底上，第一受激電極板(1-4)的兩側分別設置第一激勵電極板(4-1)和第二激勵電極板(5-1)組成電容極板；

第一激勵電極板(4-1)和第二激勵電極板(5-1)懸置于鏤空的襯底上，第一激勵電極板(4-1)和第二激勵電極板(5-1)分別與低頻諧振器第一激勵錨點(4-2)和第二激勵錨點(5-2)連接；

第一固支錨點(1-2)、第一激勵錨點(4-2)、第二激勵錨點(5-2)上分別濺射有第一金屬電極層(1-3)、第四金屬電極層(4-3)和第五金屬電極層(5-3)，參數泵信號通過加法器(12-1)，與閉環回路(1)的閉環激勵信號共同施加至第四金屬電極層(4-3)；

參數泵信號發生器(12-1)產生的參數泵信號頻率ω_p為：

ω_p＝Δω＝ω₃-ω₁

其中，ω₃為高頻同步梁的諧振頻率，ω₁為低頻諧振梁的諧振頻率；參數泵信號的強度V_p調節范圍為0～5V。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，第二連接錨點(1-5)與慣性傳感模塊的敏感質量塊連接。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，第一固支錨點(1-2)、第一激勵錨點(4-2)和第二激勵錨點(5-2)為正方形結構，邊長為100～300μm；第一金屬電極層(1-3)、第四金屬電極層(4-3)和第五金屬電極層(5-3)為正方形結構，邊長為80～250μm；第一受激電極板(1-4)與第一激勵電極板(4-1)和第二激勵電極板(5-1)之間的間隙距離為1～10μm。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，高頻同步梁(2-1)懸置于鏤空的襯底上，高頻同步梁(2-1)的左右兩端分別和與襯底絕緣層固結的第三固支錨點(2-2)以及第四固支錨點(2-5)連接；

高頻同步梁(2-1)中間向外側伸出的第二受激電極板(2-4)懸置于鏤空的襯底上，第二受激電極板(2-4)的兩側對應設置第三激勵電極板(6-1)和第四激勵電極板(7-1)組成電容極板；

第三激勵電極板(6-1)和第四激勵電極板(7-1)懸置于鏤空的襯底上，第三激勵電極板(6-1)和第四激勵電極板(7-1)分別與第三激勵錨點(6-2)和第四激勵錨點(7-2)連接；

第三固支錨點(2-2)、第四固支錨點(2-5)、第三激勵錨點(6-2)、第四激勵錨點(7-2)上分別濺射有第二金屬電極層(2-3)、第三金屬電極層(2-6)、第六金屬電極層(6-3)和第七金屬電極層(7-3)。

5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，第三固支錨點(2-2)、第四固支錨點(2-5)、第三激勵錨點(6-2)和第四激勵錨點(7-2)為正方形結構，邊長為100～300μm；

第二金屬電極層(2-3)、第三金屬電極層(2-6)、第六金屬電極層(6-3)和第七金屬電極層(7-3)為正方形結構，邊長為80～250μm；

第二受激電極板(2-4)與第三激勵電極板(6-1)和第四激勵電極板(7-1)之間的間隙距離為1～10μm。