The invention belongs to the field of positioning, navigation and time service (PNT), and specifically relates to an integrated micro-PNT unit, including a central micro-clock module and a lateral micro-inertia module; the anchor point of the central micro-clock module is located in the center, the external distribution of the anchor point has several rings, the radial short beams are evenly distributed between the rings and the rings, and the outer electrodes are distributed in the outer periphery. When working, they are acted by electrostatic force and closed. Loop feedback realizes stable control and provides stable frequency information to the outside; the annular anchor point of micro-inertial module is in the center, the annular anchor point is in the outside, and the composite beam is evenly distributed between the annular anchor point and the annular anchor point; the outer and inner electrodes are evenly distributed inside and outside the annulus; the upper and lower surfaces of the annulus are evenly distributed with the out-of-plane electrodes, so as to realize the three-axis acceleration input of X, Y and Z and X, Y. Sensitivity of Z triaxial angular motion input. The whole of the invention can be realized by the planar process of the MEMS, and does not involve multi-layer stacking and precise assembly at the micro level, so the realization process is relatively simple.
【技术实现步骤摘要】
一种集成化微PNT单元
本专利技术属于定位导航授时(PNT)领域,具体涉及一种集成化微PNT单元。
技术介绍
定位导航授时技术泛指一切用来获取对象时空信息的技术,是社会经济活动和军事行动共同的基础。基于惯性技术和时钟技术的PNT单元具有自主、连续、隐蔽等特性,是克服卫星PNT技术在受阻挡以及强干扰等复杂环境下服务性能严重下降、甚至无法工作等问题的重要技术手段。现有PNT单元大多基于传统机械式、光学式陀螺等惯性器件,具有精度高、技术成熟的特点,但面临体积大、成本高、复杂、维护难度大等问题。近年来,微机电(MicroElectroMechanicalSystems,简称MEMS)技术在世界范围内发展迅猛,以微电子和微机械工艺为基础制造的MEMS陀螺和MEMS加速度计等器件,具有成本低、体积重量功耗小、集成性高及抗恶劣环境等突出优点,可用于实现小型轻质化的微PNT单元。然而,为实现PNT信息的获取,单个微PNT单元通常需要三轴MEMS陀螺、三轴MEMS加速度计和一个时钟,进而通常采用多层堆叠、正交型微组装等方式将六个单轴惯性器件和时钟进行集成装配,工艺较为复杂,且不利于充分发挥体积、重量、功耗等优势。
技术实现思路
针对上述现有技术,本专利技术的目的在于提供一种集成化微PNT单元,实现了三个轴向角运动和三个轴向加速度信息的敏感,克服了现有微PNT单元采用多轴集成、实现工艺较为复杂等问题。为了达到上述目的,本专利技术采用以下技术方案。本专利技术一种集成化微PNT单元,该PNT单元包括中心微时钟模块和外侧微惯性模块;所述微时钟模块包括中心锚点、时钟圆环、径向短梁和外电极 ...
【技术保护点】
1.一种集成化微PNT单元,其特征在于:该PNT单元包括中心微时钟模块和外侧微惯性模块;所述微时钟模块包括中心锚点、时钟圆环、径向短梁和外电极;中心锚点为圆柱实心结构,以中心锚点为中心,沿中心锚点径向同心间隙均布设置多个时钟圆环,时钟圆环与中心锚点以及时钟圆环之间通过多个径向短梁连接,最外侧时钟圆环外侧同心均布多个外电极,每2个相对布置的外电极构成一组时钟外电极;所述微惯性模块包括环形锚点、组合梁、惯性圆环、平面外电极、平面内电极和下离面电极和上离面电极;环形锚点设置在外电极外侧,与外电极同心设置,以环形锚点为中心,沿环形锚点径向同心布置惯性圆环,环形锚点和惯性圆环之间通过多个组合梁连接,惯性圆环内侧和外侧分别同心均布设置多个平面内电极和平面外电极,惯性圆环上端面上侧设置上离面电极,惯性圆环下端面下侧设置下离面电极。
【技术特征摘要】
1.一种集成化微PNT单元,其特征在于:该PNT单元包括中心微时钟模块和外侧微惯性模块;所述微时钟模块包括中心锚点、时钟圆环、径向短梁和外电极;中心锚点为圆柱实心结构,以中心锚点为中心,沿中心锚点径向同心间隙均布设置多个时钟圆环,时钟圆环与中心锚点以及时钟圆环之间通过多个径向短梁连接,最外侧时钟圆环外侧同心均布多个外电极,每2个相对布置的外电极构成一组时钟外电极;所述微惯性模块包括环形锚点、组合梁、惯性圆环、平面外电极、平面内电极和下离面电极和上离面电极;环形锚点设置在外电极外侧,与外电极同心设置,以环形锚点为中心,沿环形锚点径向同心布置惯性圆环,环形锚点和惯性圆环之间通过多个组合梁连接,惯性圆环内侧和外侧分别同心均布设置多个平面内电极和平面外电极,惯性圆环上端面上侧设置上离面电极,惯性圆环下端面下侧设置下离面电极。2.根据权利要求1所述的一种集成化微PNT单元,其特征在于:所述中心锚点底面与外部封装体相连,时钟圆环上端面与中心锚点上端面齐平,时钟圆环下端面悬空,外电极上端面与时钟圆环上端面齐平;时钟圆环一侧的多个径向短梁均布设置,时钟圆环内外侧之间径向短梁交错分布。3.根据权利要求2所述的一种集成化微PNT单元,其特征在于:所述时钟圆环一侧设置4个径向短梁,同侧相邻径向短梁之间夹角为90°。4.根据权利要求1所述的一种集成化微PNT单元,其特征在于:所述环形锚点下端面与外部封装体相连,环形锚点上端面与外电极上端面齐平;惯性圆环上端面与环形锚点上端面齐平,惯性圆环下端面悬空;惯性圆环内侧同心均布设置多个平面内电极,每个平面内电极与组合梁端部设置间隙,平面内电极上端面与惯性圆环上端面齐平;惯性圆环外侧同心均...
【专利技术属性】
技术研发人员:郭中洋,刘飞,盛洁,苏翼,夏春晓,王登顺,刘凯,崔健,林梦娜,
申请(专利权)人:北京自动化控制设备研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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