论文摘要
毫米波MEMS器件由于其具有损耗低、体积小、重量轻及与其它加工工艺相兼容等特点,已经被广泛地应用在相控阵雷达、微波通信、卫星通信以及微波测量等领域。伴随着分布式MEMS传输线(DMTL)移相器的广泛应用,提高其射频性能问题一直是人们关注的焦点之一。本文针对硅基DMTL移相器的理论分析与改进设计,射频与应力特性的验证与优化以及表面微机械加工工艺流程等关键问题进行了系统而深入地分析与讨论。首先,根据传输线理论和微波网络理论对分布式MEMS移相器进行电路建模,提取设计参数,分析移相器的Bragg频率、相移特性和损耗特性。在工艺结构上,提出同时采用绝缘介质层与锯齿形共面波导结构的设计思想,有效提高了移相器的单桥相移量并降低了器件的反射损耗。其次,考虑到毫米波段的复杂寄生参量影响以及传输线损耗等问题,对移相器进行了全波仿真分析。根据全波分析结果,对移相器模型进行了进一步的修正。为确保移相器能够在“开态”与“关态”之间理想切换,对移相器进行了应力分析与验证。为加速移相器的优化设计,论文还采用神经网络建模分析方法,合理确定了移相器的结构尺寸与公差范围。最后,根据锯齿形DMTL移相器的结构设计尺寸,设计出制备MEMS移相器的表面微机械加工工艺流程以及相应的版图。
论文目录
摘要Abstract第1章 绪论1.1 课题背景1.2 传统移相器研究现状1.2.1 移相器的概述1.2.2 传统移相器1.3 新型移相器研究现状1.3.1 MEMS 技术概述1.3.2 射频MEMS 技术1.3.3 开关线型MEMS 移相器1.3.4 反射型MEMS 移相器1.3.5 分布式MEMS 传输线移相器1.4 DMTL 移相器的国内外研究现状1.4.1 国外研究现状1.4.2 国内研究现状1.5 本课题的主要研究内容及结构1.5.1 本课题的主要研究内容1.5.2 本文的结构安排第2章 分布式MEMS移相器设计理论2.1 引言2.2 分布式MEMS 传输线移相器工作原理介绍2.3 Bragg 频率的分析2.4 MEMS 电路分析2.4.1 传输线等效电路分析2.4.2 MEMS 金属桥电路的分析2.5 “关态”下的MEMS 电路分析2.5.1 相移原理分析2.5.2 “关态”下的等效电路分析2.6 MEMS 移相器电路的改进设计2.7 S 参数的分析2.8 本章小结第3章 分布式MEMS移相器的优化设计3.1 引言3.2 设计指标要求与方法讨论3.2.1 设计具体指标3.2.2 设计方法讨论3.3 优化设计3.3.1 共面波导结构设计11参数的分析'>3.3.2 S11参数的分析21参数的分析'>3.3.3 S21参数的分析3.3.4 相移特性的分析3.3.5 Bragg 频率参数的分析3.4 ADS 电路仿真验证3.5 本章小结第4章 MEMS移相器全波分析优化与应力特性验证4.1 引言4.2 全波分析与优化4.2.1 四桥结构的验证与优化4.2.2 多桥移相器设计与分析4.2.3 移相器设计公差分析4.3 MEMS 金属桥应力特性验证4.3.1 MEMS 金属桥的弹性系数分析4.3.2 静电激励与下拉电压4.3.3 Ansys 应力仿真验证p和桥尺寸的关系'>4.3.4 下拉电压Vp和桥尺寸的关系4.4 移相器结构最终模型与公差要求4.5 移相器神经网络建模分析4.5.1 神经网络方法简介4.5.2 基于神经网络的RF MEMS 移相器建模方法4.5.3 RF MEMS 移相器神经网络建模实验验证4.6 本章小结第5章 硅基锯齿形DMTL移相器的制备5.1 引言5.2 MASK 版图设计5.3 样片加工工艺5.3.1 样片加工工艺流程5.3.2 移相器样片加工工艺的重点要求5.3.3 样片加工Foundry 单位选取与介绍5.4 本章小结结论参考文献攻读学位期间发表的学术论文致谢
相关论文文献
标签：移相器论文; 锯齿形结构论文; 人工神经网络论文; 表面微机械加工工艺论文;
