摘要 本出版物研究了新型压电材料在振动飞机结构上的能量收集应用。这些材料与传统的压电换能器材料(如压电陶瓷)相比具有显著的优势。特别是,木质材料形式的生物材料和辐照交联聚丙烯形式的铁电驻极体是研究的对象。两种材料都显示了机械和机电性能方面的材料特性。对于木质材料,使用压缩试验,因为材料具有承重性能。铁电驻极体具有高柔顺性,因此在拉伸试验中研究了材料特性,并在四点弯曲试验中研究了其粘在动态弯曲表面上的行为。此外,还介绍了铁电驻极体材料模型的 FE 模型,并通过实验结果进行了验证。给出了两种材料不同概念的功率输出估计。
水下电磁信号在导航、传感和通信方面有一系列实际应用。短程导航系统可以基于电磁传播中看到的信号幅度梯度。对于信标应用,声纳系统必须使用相位信息来感测波前方向,并受到多径效应和压力梯度的影响。基于电磁信号的 UUV 导航系统将测量信号强度的增加,作为对朝向信标的移动的直接响应,这将实现非常简单、强大的控制回路。分布式电缆可以设计为沿其长度辐射电磁信号。这种类型的分布式换能器在声学领域没有等效物。电缆可以提供短程导航并减少移动通信所需的范围。这种布置允许实施“有轨电车线”,该线可由 UUV 跟踪,同时允许定期偏移。连续的电车线在 UUV 返回时很容易被拦截。
简介:下一代无线网络将依靠更小的蜂窝和更大的带宽来增加容量。通过保持无线电头硬件简单,光纤无线电技术可以实现这种密集的基站网络。利用硅光子技术实现基站硬件的小型化,可以降低尺寸和成本。对于微波光子应用,氮化硅 (SiN) 平台提供损耗极低的波导和一些最好的集成滤波器。然而,随着转向更高的载波频率,在毫米波和太赫兹频段,对光电二极管带宽的要求也会增加。当前的 SiN 平台缺少这种光电二极管,因此阻碍了高频微波光子应用。[1] 我们展示了一种 300 GHz 的通信链路,该链路由 SiN 上的异构集成单行载波 (UTC) 光电二极管作为发射器中的光电换能器实现。
摘要 — 水下回声测深仪是水面和水下舰艇声纳套件不可或缺的一部分。这些系统通过提供船体龙骨和海底之间的实时距离来确保舰队的安全作业。本文我们报告了一种用于舰队舰艇的具有出色声学参数的浅水回声测深仪的设计和开发。原型回声测深仪的峰值发射电压响应 (TVR) 为 170 dB,接收电压灵敏度 (RVS) 为 –187 dBV/µPa,电阻抗为 193 Ω。此外,这种声学换能器的设计具有通过控制传感器几何形状来调整工作频率的灵活性。这种灵活性确保了对工作频率的控制和根据要求进行定制。关键词:浅水回声测深仪、PZT、单波束、声学匹配层、水文
背景和客观:作为一种新型的非侵入性人脑刺激方法,经颅聚焦超声(TFU)由于其出色的空间特异性和深度 - 可延迟而受到了越来越多的关注。由于TFU的焦点需要在刺激过程中精确固定到目标大脑区域,因此一个关键问题是识别和维持与受试者头部相对于受试者头的准确位置和方向。本研究的目的是提出整个TFUS刺激的框架,整合了作者先前提出的用于TFUS透射器配置优化的方法和受试者特异性的3D打印头盔,并在人类行为神经调节研究中验证这一完整的设置。方法:为了找到TFU换能器的最佳配置,使用了基于受试者特定的TFUS BEAILINE模拟的数值方法。然后,已经使用了特定的3D打印头盔,以有效地将换能器固定在估计的最佳配置下。为了验证该TFU框架,选择了一个常见的行为神经调节范例;背外侧前额叶皮层(DLPFC)刺激对抗扫视行为的影响。虽然人类参与者(n = 2)作为任务执行,但在固定目标消失后,将TFU刺激随机应用于左DLPFC。结果:神经调节结果强烈表明,使用所提出的TFUS设置的皮质刺激有效地降低了抗扫视的错误率(S1的S1和-16%P约为-10%P),而没有对其延伸的效果进行良好的效果。这些观察到的行为效应与基于常规脑刺激或病变研究的先前结果一致。结论:拟议的主体特异性TFU框架已有效地用于人类神经调节研究中。结果表明,针对DLPFC的TFU刺激可以对AS行为产生神经调节作用。©2022作者。由Elsevier B.V.这是CC BY-NC-ND许可(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)下的开放访问文章
项目描述铜和黄金等优质金属部署了许多电子来进行电力,但是延性(或“软”),尤其是在高温下。陶瓷材料是“硬”和耐热的,但电气导体不良。我们是否可以找到具有良好电导率的“硬”金属或合金,可以在高温下抵抗机械变形?远不是一个学术问题,一个肯定的答案也将对您产生切实的实际后果!鉴于对数据存储的需求不断增加,硬盘驱动器(HDD)背后的技术已被推到极限。热辅助内存记录(HAMR)使用金属近场换能器(NFT)在很小的(一些纳米!)上写入磁性域,然后增加HDD容量。由于其电气和化学性能,黄金是当前选择的材料,但是机械缺陷限制了其对当前HAMR技术的可靠性。“硬”金属或合金具有与黄金相当的特性,但不像黄金那样“柔软”。
任意横截面的轴向应力监测是一项具有挑战性的任务。桁条是飞机蒙皮结构的主要轴向承载部件,具有典型的复杂横截面。本文研究了基于声弹性导波的压电锆钛酸铅 (PZT) 传感器的任意横截面轴向应力监测策略。为了选择对任意横截面轴向应力监测敏感的适当导波频率和模式,使用声弹性理论结合半解析有限元法研究特征导波。推导出模态形状,表明这些纵向模态对轴向应力更敏感。还考虑使用 PZT 换能器阵列来最大化所需模式。压电传感器用于在实验中激发和检测导波。给出了 T 型桁条的声弹性测量结果,表明该方法用于轴向应力监测的可行性。
观察表明,浅水海底地形通常具有由各种海洋学和地质过程产生的带限方向谱。这种定向底部特征对三维低频声传播有明显的影响。使用理想化的直海底波纹模型进行的分析研究表明,声能可以在相邻波纹之间部分传导,这种传导将影响浅水中的声传播。在我们的工作中,我们还研究了理想化的弯曲海底波纹引起的传导和折射。先前的研究表明,非线性内波也可以产生声波管道。使用我们的理想模型对这两种不同的管道进行了比较分析。研究了内部波和水深测量对内部波前和底部波纹的各种相对方向的综合影响。对三维声音在真实水深测量和内部波波动中的传播进行了数值模拟。总之,在研究浅水中的三维声传播时,需要考虑水柱波动和水深测量变化。
摘要 — 如果不是因为其有限的 e 31,f 压电系数,氮化铝 (AlN) 为压电微机械超声换能器 (pMUT) 提供了一种与 CMOS 兼容、稳定且无铅的解决方案。尽管已知增加 ScAlN 中的钪 (Sc) 掺杂含量可以提高机电耦合因子 (K t 2 ) 和整体声学性能,但结果在很大程度上取决于 ScAlN 薄膜的应力,尤其是对于空气耦合 pMUT。本研究旨在比较由于 Sc 含量从 20% 增加到 30% 而导致的 pMUT 性能(以 K t 2 为单位)与应力的关系,并考虑其对频率和膜静态变形的影响。结果表明,30% Sc 器件在 -50 MPa 时实现了平均 K t 2 >6%,与基于 PZT 的 pMUT 相当。与 20% Sc 相比,30% Sc 掺杂的 pMUT 传输压力灵敏度提高了 50%,双向灵敏度总体提高了 6 dB。
