缩短RFMEMS开关释放时间的上悬梁方法

针对RF MEMS开关释放时间过长的问题,提出了在开关梁上设计一个上悬梁的方法,以增大开关梁所受压膜阻尼,抑制开关梁在平衡位置附近的振动,从而缩短RF MEMS开关的释放时间。给出了这种方法的相关理论、等效模型及仿真结果。通过ANSYS仿真雷声梁在设置上悬梁前后的动态特性:对于4μm高的梁,释放时间由设置上悬梁前的103μs(0.5μm厚),176μs(0.8μm厚)和232.5μs(1.1μm厚)分别下降为53.3,89和123.4μs;对于3μm高0.5μm厚的梁,释放时间由43.3μs下降为22μs。仿真结果均表明:在标准大气压下,当雷声梁高度为上悬梁高度的一半时,加入上悬梁后雷声梁的释放时间约为原来的1/2,即开关速度约为原来的2倍。

ZnO/IDT/金刚石结构SAW滤波器的设计和制作

传统材料制备的声表面波(SAW)滤波器的中心频率f大多位于较低的频段(f<500 MHz),但是无线通信频段逐渐向着高频化的方向发展,因此在SAW器件领域中引入高声速材料如金刚石以提高中心频率成为一种必然趋势。基于金刚石材料、采用ZnO/IDT/金刚石新型结构,设计了交错叉指结构和镜像阻抗连接结构的叉指换能器(IDT)参数。通过优化的工艺制备流程,获得了金刚石SAW滤波器样品。最后采用RF探针台对样品进行了性能测试和数据分析。测试结果表明制备的SAW滤波器样品的测试结果与理论值比较符合,交错叉指结构滤波器获得了很低的插损,镜像阻抗连接结构滤波器有效地提高了带外抑制度。样品IDT指宽2μm,SAW滤波器中心频率可达0.775 GHz。

低阈值电压RF MEMS开关的力学模型

采用大激励极板的螺旋型膜开关在保持优异的高频特性的同时 ,可以获得较低的阈值电压。但是对这种结构的设计缺乏足够理论分析。文中将在 Ansys软件数值求解的基础上 ,研究缺口尺寸和开关阈值电压的关系 。

毫米波串联接触式MEMS开关的设计(英文)

设计并制造了一种应用于毫米波波段的串联接触式RF MEMS开关.为了在毫米波波段获得较高的隔离度,在RF MEMS开关的输入、输出端口使用细长型的接触端,以降低输入、输出端口的耦合电容.为了获得较高的接触可靠性并降低开关的开启电压,RF MEMS开关上电极结构使用蟹形梁结构.该RF MEMS开关利用南京电子器件研究所微纳米研发部的金表面工艺制备.所获得的RF MEMS开关,在30 GHz频率下,其插入损耗为-0.3 dB,隔离度为-20 dB.在20~40 GHz的频率范围内,其插入损耗均优于-0.5 dB,隔离度均优于-20 dB.

MEMS技术将会为战术导弹带来一场革命

介绍了MEMS-IMU、RF MEMS和MOEMS等MEMS技术的基本内涵、特点及国外发展情况.重点介绍和分析了各项MEMS技术在战术导弹制导、导航、探测、数传、动力、引信、控制等方面的研究、实际应用情况,对MEMS技术的发展将给战术导弹带来的可能变化进行了描述,可为我国战术导弹的未来发展提供参考.

硅基铝T形梁MEMS可变电容的设计与模拟

提出了一种新颖的运用于射频通信系统VCO中的RFMEMS可变电容。该电容使用平行板和T形梁结构,使用硅衬底,整个结构由铝材料组成,结构简单,与集成电路工艺兼容,从而能够实现片上可变电容。通过静电力驱动上极板向下运动,电容值相应地发生改变,当上极板加电压从2.4V变化到4.3V时,电容值从0.25pF变化到0.33pF,变化率为中心电容的27%。使用Coventor软件对该器件进行了模拟,给出的模拟结果包括容量、调节范围、瞬时响应、Pullin电压和运用该可变电容的VCO的电路模拟。

单偏置电压多位分布式MEMS传输线移相器

针对传统多位分布式MEMS传输线(DMTL)移相器需要多个偏置电压控制的问题,提出了一种单电压控制多位DMTL移相器的设计方案。这种移相器的每一位具有不同的弹性系数,因此它们的下拉电压各不相同。给出了这种移相器的相关理论、设计实例及仿真结果。通过仿真结果可知,单偏置电压3位DMTL移相器低位到高位的下拉电压分别为19.73,40.49和74.89 V,低位发生下拉时高位相移偏移小于0.062%(10 GHz,2.925×10-4 rad)。单偏置电压4位DMTL移相器低位到高位的下拉电压分别为19.73,32.55,48.41和74.89 V,低位发生下拉时高位相移偏移小于0.094%(10 GHz,4.425×10-4 rad)。

一种新型RF MEMS单刀双掷开关的设计与仿真

本文介绍了一种利用单驱动电压控制通路选择的新型RFMEMS单刀双掷开关,利用三维仿真软件Ansoft HFSS和ANSYS进行仿真和优化设计该开关的性能。仿真结果表明:驱动电压为22V,开关时间为22μs,在中心频率30GHz处,开关处于down状态下的插入损耗为0.42dB,回波损耗为43dB,隔离度为29dB;而当开关处于up状态的插入损耗为0.53dB,回波损耗为19dB,隔离度为28dB,该开关的性能仿真和优化设计达到理想情况。。

基于谐振原理的RF MEMS滤波器的研制

采用与IC工艺兼容的硅表面MEMS加工技术,以碳化硅材料作为结构材料,研制出一种新型的基于谐振原理工作的RF MEMS滤波器。详细介绍了器件的工作原理、制备方法、测试技术和结果,并对测试结果做出分析。该RF MEMS滤波器由弹性耦合梁连接两个结构尺寸和谐振频率完全相同的MEMS双端固支梁谐振器构成,MEMS谐振器的结构决定了滤波器的中心频率,弹性耦合梁的刚度决定了滤波器的带宽。在大气环境下测试器件的频响特性,得到中心工作频率为41.5MHz,带宽为3.5MHz,品质因数Q为11.8。

一种基于高阻硅衬底的高精度RF MEMS衰减器设计

针对RF MEMS衰减器插入损耗及衰减精度较差的问题,设计了一种高阻硅衬底的高精度RF MEMS衰减器,采用共面波导(Coplanar waveguide简称CPW)将喇叭式功分器结构、悬臂梁式直板状RF MEMS开关以及π形衰减电阻网络集成,作为衰减器的基本单元.此外,本文还设计了喇叭式功分器将信号渐变式传输到衰减器中,用以减小系统的插入损耗,并结合悬臂梁式直板状RF MEMS开关结构和衰减电阻,提高衰减系统的衰减精度.同时通过HFSS仿真软件对衰减器的射频性能进行模拟验证,得到DC～20GHz频段内,插入损耗中心值优于1.35dB,驻波比小于1.08dB,0～70dB范围内的衰减精度优于±2dB,这些指标均优于目前常用的RF MEMS衰减器.由此可见,优化衰减器中的功分器与开关结构是提高射频衰减器射频性能的一种有效方法,为高精度、低驻波比的衰减器工艺制作提供了一种设计方案.

RF MEMS开关的桥膜弹性系数计算

桥膜弹性系数是影响RFMEMS开关启动电压的重要参量。对RFMEMS开关进行静态力学分析,指出常用的桥膜弹性系数的计算公式未考虑开关实际采用的共面波导(CPW)结构。考虑桥膜上实际的静电力分布,修正了桥膜弹性系数的计算公式。根据修正后的计算公式,进一步探讨了减小桥膜弹性系数的方法,以降低开关的启动电压。

基于空间映射的RF MEMS开关建模研究

空间映射的思想是通过构造粗糙模型设计变量与精确模型设计变量之间的映射关系,获得合适的替代模型(校准后的粗糙模型),从而简化优化过程。本文针对电容耦合式RFMEMS开关使用初始空间映射算法进行计算和优化,经过迭代,建立了精确空间和粗糙空间的映射关系,最终得到了精确空间优化设计值,利用此映射关系,可将精确空间的优化工作放到粗糙空间进行,从而大大节省时间和电脑资源。计算结果验证了该方法的可行性和高效性。

RF MEMS国内外现状及发展趋势

概述基于微电子机械系统MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)技术的各类射频RF(Radio Frequency)无源器件及微小型单片集成系统的概念与内涵及其应用市场,重点介绍RF MEMS电容电感、开关、移相器、谐振器、滤波器、微型同轴结构、天线、片上集成微纳系统等的国内外研究现状、典型研究成果和产品、技术方案和微纳制造工艺及性能特点等,最后浅析RF MEMS领域的发展趋势。

应用于可重构天线的RF MEMS开关设计

针对应用于可重构天线的RF MEMS开关进行研究,并通过HFSS软件对其进行仿真分析,开关处于关闭状态(down)时,并工作在5GHz时,开关插入损耗S21仅为-0.01dB,回波损耗在-30dB附近。开关处于闭合状态(up),在1GHz^10GHz频段,隔离度S21均小于-40dB。