陀螺是用于測量載體相對慣性空間旋轉運動中運動角速度和角度的傳感器，是運動控制、姿態監測、導航制導等領域的核心器件，在工業和國防領域具有廣泛且重要的應用。陀螺從原理上可分為基于高速旋轉剛體的定軸性與進動性工作的機械轉子類陀螺、基于光的 Sagnac 效應的光學類陀螺、基于哥氏力效應的振動類陀螺、基于原子干涉的冷原子陀螺及基于原子自旋的核磁共振陀螺等。其中，基于哥氏力效應的振動類陀螺壽命長、成本低，而且隨著微機械加工技術的發展，逐步延伸到微機電系統（Micro Electro Mechanical Systems，MEMS）領域。MEMS 振動陀螺具有體積小、功耗低、壽命長、成本低等突出特點，在移動載體、汽車、無人機等領域得到了廣泛的應用。目前，已經問世的新型高性能 MEMS 陀螺主要包括微半球諧振陀螺、核磁共振微陀螺、四質量塊 MEMS 陀螺和嵌套環 MEMS 陀螺等。其中，嵌套環 MEMS 陀螺（Disk Resonator Gyroscope，DRG）由波音公司和 JPL 實驗室首次提出，該 MEMS 陀螺具有軸對稱的諧振結構、較高的電容靈敏度、更好的加工魯棒性的特點，因此具有較高的性能潛力。該陀螺采用較為成熟的平面微加工技術，在制造成本和可靠制造上更具優勢，是目前最具有潛力的 MEMS 振動陀螺方案。本文主要圍繞嵌套環 MEMS 陀螺的關鍵技術展開調研，分析討論了國內外主要研究機構在嵌套環 MEMS 陀螺關鍵技術上的研究思路和進展，為后續嵌套環 MEMS 陀螺的研究提供參考和借鑒。

　　1 嵌套環 MEMS 陀螺的結構和工作原理嵌套環 MEMS 陀螺的敏感結構和工作模態如圖 1 所示。敏感結構為陀螺的核心部分，主要由諧振結構和電極組成。諧振結構由多個同心薄壁圓環通過交叉分布的輻條相連，并連接到中心鍵合錨點上。嵌套環 MEMS 陀螺擁有眾多的電極，電極與諧振結構之間形成徑向間隙構成電容，用于結構驅動和信號檢測。嵌套環 MEMS 陀螺具有多個模態，隨著模態階數升高，陀螺頻率增大且等效質量和品質因數減小，這不利于陀螺性能的提升。因此，嵌套環 MEMS 陀螺通常工作在二階橢圓簡并模態。在角速率工作模式下，陀螺在驅動軸方向保持橫幅振動，當存在垂直面外方向的角速度輸入時，陀螺會在檢測軸方向產生位移。通過測量該位移的變化，即可得到陀螺角速度的大小。