《表3 封装结构的前五阶模态频率》

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《针对MEMS水声传感器封装的声振耦合仿真技术研究》

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首先对传感器的封装结构进行结构模态分析，结构模态是结构系统的固有振动特性，线性系统的自由振动可以被解耦合为N个正交的单自由度振动系统，对应系统的N个模态[12]。根据结构模态分析结果，可以得到封装结构的各阶模态频率和各阶模态的振型图，在模态频率附近的频段内，结构将会产生剧烈的振动，如图4所示为传感器封装结构的前4阶模态及相应的振型图，在实际的振动形态中，一阶模态起主要作用。表3为封装结构前五阶模态频率值，其中一阶模态频率为4 357.09 Hz，但是该数值和器件实测的一阶谐振频率有很大差异。正如上文所述，在以往的仿真研究中常用结构自身的特征频率来衡量器件的带宽，但是在水下环境中结构和流体强烈的耦合作用将不能忽视，耦合作用会使器件的谐振频率大幅降低。因此器件的工作带宽严重依赖于声振耦合的频率。