物联网射频收发组件中开孔悬臂梁振动能自供电微传感器

摘要

本发明的射频收发机中的开孔悬臂梁振动能自供电微传感器，由一个主悬臂梁、8个副悬臂梁以及外围大电容和稳压电路组成。副悬臂梁制作在主悬臂梁两侧的自由边上。8个副悬臂梁上开有不同半径、间距以及数量的圆孔。本发明不仅具有传统的梁结构振动能自供电传感器的不发热、结构简单、无电磁干扰、清洁环保，机电转换效率高、输出电压高等诸多优点，而且由于振动能被收集，射频收发组件工作时不必要的抖动被抑制，增加了其工作的稳定性。同时，通过设计副悬臂梁上的开孔的半径、间距以及数量来使得8个副悬臂梁具有8种不同的固有谐振频率，增大了频率带宽，更适用于振动频率复杂多变的振动环境，提高了能量收集效率和供电能力。

主权项

一种物联网射频收发组件中开孔悬臂梁振动能自供电微传感器，其特征是该微传感器以砷化镓衬底（4）为基底，由一个主悬臂梁（1）和八个尺寸相同的副悬臂梁（2）构成，主悬臂梁（1）的一端通过主悬臂梁的锚区（3）固定在砷化镓衬底（4）上，副悬臂梁（2）的锚区制作在主悬臂梁（1）两侧的自由边上，每一侧以相同的间隔分布有四个副悬臂梁（2），每个副悬臂梁（2）的固有谐振频率都是不同，通过设计不同副悬臂梁（2）上的圆孔（6）的半径，相邻圆孔（6）圆心的间距以及孔的数量，可以调整每个副悬臂梁（2）的杨氏模量，泊松比还有密度，所以对于八个相同尺寸的副悬臂梁（2），就可以设计八种不同的固有谐振频率；主悬臂梁（1）的最下面是氮化硅层（5），氮化硅层（5）的上面是下极板（9），下极板（9）的上面是压电材料层（7），压电材料层（7）的上面是上极板（8），上极板（8）的引线（10）引出到固支梁（1）的表面时，有一段悬空的引线（12），以保证上极板（8）不与压电材料层（7）的下表面接触，所有压电材料层（7）串联后的总输出连接到外围的大电容和稳压电路（11）。