微机械微波共平面波导特性阻抗的有限元法分析

本文在相似剖分有限元法的基础上 ,结合微机械微波共平面波导的结构特点 ,提出了混合相似剖分有限元技术并应用于微机械微波共平面波导特性阻抗的数值计算 ,分析了其特性阻抗及其随参数的变化 ,并给出常用35Ω、5 0Ω、75Ω、12 0Ω波导的具体设计尺寸 .

低阻硅衬底上形成的低损耗共平面波导传输线

在厚膜多孔硅 (PS) /氧化多孔硅 (OPS)衬底上 ,结合聚酰亚胺涂层改善表面 ,研制低损耗、高性能射频 (RF) /微波 (MW)共平面波导CPW(CoplanarWaveguide) .通过在N和P型硅上形成不同厚度PS膜 ,并对其上的CPW进行分析比较 ,厚膜PS与石英的共面波导插入损耗非常接近 ,远小于在 2 0 0 0Ω·cm高阻硅上形成的多晶硅 -氧化硅组合衬底 :在 0 33GHz范围 ,插入损耗小于 5dB/ 1.2cm ;33 4 0GHz范围 ,小于 7.5dB/ 1.2cm .

低损耗微波MEMS共平面波导在低阻硅上的实现

在低阻硅衬底上采用常规CMOS工艺和后处理微机械加工技术实现了微波MEMS共平面波导 ,并与高阻硅基平面结构共平面波导特性进行了比较 .采用混合相似剖分有限元方法设计了一组不同特性阻抗值的传输线 ,并通过关键的混合腐蚀技术制备了 50Ω和 1 2 0Ω两种特性阻抗的传输线 .由于腐蚀去除了信号线下方导致损耗的低阻硅衬底 ,使得传输线插入损耗、散射特性等得以改善 .实验中 ,使用矢量网络分析仪分别在微机械加工前后对传输线进行了 1GHz到 40GHz频段的参数测试 ,利用多线分析技术对测试结果进行了分析 .结果表明在微结构悬浮后共平面波导的损耗特性有了大幅度的降低 ,30GHz处插入损耗约为 7dB/cm ,较腐蚀前降低了 1 0dB/cm .

基于多孔硅的共平面波导制备及传输特性研究

多孔硅被认为是RF应用领域中较有潜力的衬底材料。文章利用多孔硅作衬底,制备了微型微波共平面波导,采用多线方法计算出该波导在多孔硅上的插入损耗和有效介电常数;提出了通过多孔硅的相对介电常数来确定多孔度的方法。实验测试结果表明,在20μm多孔硅上的波导,其插入损耗在1～30GHz范围内为1～40dB/cm;而在70μm多孔硅上制备的波导,其插入损耗在整个测试频段内不超过7dB/cm。通过有效介电常数的计算,推算出实验制备的70μm多孔硅材料的多孔度约为65%。

基于共平面波导的可调低通滤波器的设计和制作

介绍了一种使用多触点MEMS开关实现的新型可调微波MEMS低通滤波器,应用MEMS制作工艺在石英衬底上实现滤波器结构.滤波器基于慢波共平面波导周期性结构,具有尺寸小、插损低、可与单片微波集成电路工艺兼容等优点。滤波器截止频率的大小取决于MEMS开关的状态。实验结果表明,当MEMS开关受到激励时,低通滤波器的3-dB截止频率从12.5GHz转换至6.1GHz,带内纹波小于0.5dB,带外抑制大于40dB,开关的驱动电压在25V左右。

一种新型圆形微屏蔽共平面波导的基本特性

提出了一种新型圆形微屏蔽—脊导体共平面波导。基于假设只有纯ＴＥＭ波传播和零色散的情况下，通过保角变换得到了特性阻抗和有效介电常数的闭合形式的解析表达式。这种新型波导大大降低了传统共平面波导和微带线的辐射损耗和信号线边缘的电流。

微机电微波/射频开关的力学分析及其工艺研究

文章主要讨论了微机电微波/射频开关的原理、制备工艺和特性测试。微机电接触式微波/射频开关的关键结构是悬臂梁,当控制电压大于吸合电压时,悬臂梁发生吸合,使开关导通。考虑到微机电制备工艺的兼容性,选择PECVD生长的氮化硅作悬臂梁,聚酰亚胺作牺牲层。测试结果表明,研制的微机电开关在0.5～5GHz的范围内插入损耗为2dB,隔离度达30～50dB。

低电压驱动的硅基Ka波段级联式MEMS移相器

通过在共平面波导上周期性地分布微机械电容 ,外加电压驱动改变电容值 ,可实现级联式MEMS移相器 .本文讨论了优化相移特性对共平面波导特性阻抗及下拉电压的要求 ,通过工艺参数优化制备了高阻硅基上的Ka波段级联式MEMS移相器 ,测试结果表明制备器件具有较低的驱动电压 ,8V时即产生明显的相移量 ,在 36GHz处 15V驱动电压时相移量为 118°,2 5V时为 2 86°.对微结构弹性膜的机械振动寿命测试表明 ,13级级联的MEMS移相器所有弹性膜同步振动的寿命为 3× 10 6次 .为器件的实用化提供了重要保障 .

微机械微波/射频开关的制备和功能测量研究

讨论了微机械微波/射频开关的原理、制备工艺和功能测试。微机械接触式微波/射频开关的基本结构是微波共平面波导,在制备工艺中首先考虑的是工艺兼容性,为此选择以PECVD生长的氮化硅为悬臂梁,聚酰亚胺为牺牲层。功能测试表明,该工艺制备的微机械开关的执行电压只有25V,优于同类微机械开关的指标,同时它具有良好的响应特性。

接触式串联射频MEMS开关的工艺研究

本文采用MEMS工艺制作接触式串联射频开关 ,射频开关采用双端固定的悬臂梁结构 ,悬梁为PECVD制作的SiN薄膜 ,溅射Au制作共平面波导 ,聚酰亚胺作为牺牲层 ,运用等离子体刻蚀法释放牺牲层。研究了悬梁、共平面波导以及电极的制作工艺 ,并分析了牺牲层的制作和刻蚀工艺对开关结构的影响。

硅基微机械微波传输线的制备与特性分析

介绍了三种硅基微机械微波传输线：矩形波导、Ｖ型槽及Ｗ型槽共平面波导，及其三种传输线的制备工艺流程。分析认为，制备方法不同，导致传输线结构、特性阻抗、插入损耗等特性亦不同。

一种宽带螺旋天线的设计

提出了一种宽带螺旋平面天线的设计。采用共平面波导的方式绕成天线,该方法使得天线和馈电网络在同一平面上,可以利用印刷电路板技术制作。通过软件仿真和实际测试显示:该天线具有良好的圆极化和宽频带特性,在频段2.5 GHz^9 GHz上实测反射损耗小于-10 d B。该天线制作简单、平面化面积小、具有很高的应用价值。

基于SOI的SOH电光调制器设计

设计了一种基于绝缘层上硅(SOI)的推挽式硅-有机物混合(SOH)马赫-曾德干涉型(MZI)电光调制器。利用薄膜模式匹配法对槽波导(slot)的光场分布进行了仿真分析,优化后得到了限制因子为0.32的slot波导结构。采用推挽式马赫-曾德干涉仪结构,并在相移臂嵌入LX M1非线性有机材料,得到半波电压-长度积V_π·L为0.885V·mm、电学响应带宽f_(RC)可达123.2GHz、开关速度为8.11ps的SOH调制器结构。利用基于本征有限元法求解麦克斯韦方程,对共平面波导电极系统进行了计算仿真,获得了特性阻抗接近50Ω、高频速率匹配的电极结构。

带有MU连接器接口的40Gb/s光接收模块封装技术

本文介绍了一种带有MU连接器接口的小型化40Gb/s光接收模块封装技术。详细叙述了光接收模块设计中的三个关键技术。实现了阻抗匹配最佳化,改进了电特性。

Si/SiO_2系统电荷对高阻硅基CPW传输损耗的影响

通过高频C-V测试得到实验制备的共平面波导(CPW)下方的Si/SiO2系统电荷主要表现为正电荷,其密度约为4.8×1010/cm2。三种不同衬底上50Ω共平面波导分别为直接制备于高阻硅上、高阻硅氧化层上、去除信号线与地线间的高阻硅氧化层上。20GHz时,测得上述三种CPW的微波传输损耗分别为-0.88dB、-2.50dB及-1.06dB,因此去除线间氧化层使得传输线损耗降低了1.44dB。此外还测试了高阻硅氧化层和除去线间氧化层的高阻硅氧化层上的两种CPW的传输损耗随外加偏压的变化。

集成光学 光电集成与器件

TN256 2005031940 高压隔离高线性度光电耦合器=High-voltage linear isola- tion optocoupler[刊,中]／张亮(电子科技大学光电信息学 院．四川,成都(610054)),李应辉…∥半导体光电．- 2004,25(4)．-264-267 研制了一种高压隔离高线性度光电耦合器。采用混 合集成技术,在6DIP陶瓷管座内成功制作出了高压隔离 线性光电耦合器。叙述了该器件的工作原理。