RF MEMS并联开关的结构设计及分析

针对传统的RF MEMS开关的开关速度慢、寿命短、功率处理能力低等缺点,设计了一种新的RF MEMS并联开关结构。这种结构不仅能提高开关速度和开关寿命,还能防止粘附和介质击穿问题。首先介绍了RF MEMS并联开关的结构设计,以及如何根据需要确定合理的尺寸;然后利用Coventor Ware软件对开关进行了静态特性分析和动态特性分析,重点分析了开关的吸合电压;最后利用Saber系统仿真法分析了改变开关的不同结构尺寸对吸合电压的影响。     

基于扭转RF MEMS开关的设计

为了降低RFMEMS开关的驱动电压,根据扭转力学和应变力学理论,提出了基于扭转RFMEMS的开关模型,建立了相关数学公式,给出了加工工艺流程,并仿真得到了不同条件下RFMEMS开关的电机械性能．工艺仿真结果表明：完全可以利用已有生产流程制造基于扭转的RFMEMS开关．性能仿真结果表明：在同等条件下,采用扭转机制,RFMEMS开关的制动电压将降低30％。     

一种频带可调的RF MEMS开关微波滤波器设计

将RF MEMS技术应用于集总模型,设计了一个基于RF MEMS开关控制通频带的微波滤波器。该滤波器的通频带可在3.43 GHz—6.39 GHz和6.81 GHz—10.57 GHz之间切换,等效于一个滤波器实现了两个或者多个滤波器的功能,同时又可充当电路的开关。相对于传统带通滤波器,基于MEMS技术,该滤波器具备便携化、小型化和多功能化等特点,尤其是更易于系统集成。仿真结果还表明,在通频带内传输系数低于-0.5 dB,该滤波器可应用于超高频通讯系统。     

射频微机电并联电容式开关的参数性能分析

射频微电子机械系统RF MEMS开关的高隔离度与低插入损耗特性,同开关自身的结构参数密切相关。为了得到更好的开关性能,在设计过程中有必要对射频MEMS开关的相关参数进行优化。本文用ADS和HFSS仿真设计软件,对射频MEMS并联电容式开关的微波特性进行了分析和仿真,研究了MEMS开关的等效电路参数和结构参数的变化对RF MEMS开关微波特性的影响。仿真结果表明:等效电容参数和MEMS开关桥宽度是影响开关性能的关键参数,当开关的等效电容参数增加20 pF,或MEMS桥的宽度增加40μm时,RF MEMS开关的插入损耗则可能增加10 dB以上。     

新型RF MEMS开关的动态表征

一种基于UV LIGA加工技术的双稳态电磁型RF MEMS开关，由于其结构使用了永磁体单元而使得开关在维持“开”或“关”态时不需要功耗，从而实现低功耗的电磁驱动.利用非接触式Wyko NT1 100光学轮廓仪所附带的动态测量系统（DMEMS），对开关的动态响应进行了测量.测量结果表明开关实现了双稳态驱动，开关实现状态完全切换到位对应的响应时间不到20 μs.     

电容式射频MEMS开关及应用

本文介绍了电容式射频MEMS开关的结构、工作原理和制造工艺流程,分析了开关的开启电压和电容比,最后描述了开关在移相器、可调谐滤波器及可重构天线方向上的应用。     

基于RF MEMS开关的移相器设计

传统电子移相器由于损耗问题难以向更高频率发展,射频微机电系统(RF MEMS)技术的出现使其得以替代半导体开关来设计更高频率的移相器.利用具有优异RF性能的串联电阻式RFMEMS开关来进行开关线式移相器设计,通过开关切换不同的信号延迟通路,以实现从0°-180°步进22.5°的相移功能.仿真结果表明,该移相器在5.8 GHz时,插入损耗在-0.3--0.7 dB变化,输入回损低于-20 dB,相移功能正确.     

非硅MEMS惯性开关弹道特性

摘要：针对国内缺乏对MEMS惯性开关弹道特性仿真研究这一问题,利用 ANSYS软件对一种新型非硅MEMS惯性开关进行仿真研究,获得这种惯性开关弹道特性的仿真结果。结果验证了这种新型的非硅MEMS惯性开关具有高可靠性、更灵敏的碰目标响应,可进一步研究其实用价值。     

毫米波MEMS开关自激励机理实验验证结构的模拟与设计

提出了一种新型的毫米波MEMS开关自激励机理的实验验证结构,该结构由一分四功率分配器和5个相同开关形成的阵列组成.通过CST Microwave Studio和HFSS电磁仿真软件完成了一分四功率分配器和开关阵列的设计.在频率为35 GHz时,一分四功率分配器的4个输出端口的隔离度小于-48 dB,同时由于结构的对称性...     

光栅光阀MEMS光开关系统设计

分析了光栅光阀(grating light valve,GLV)的光学特性,对GLV结构进行了计算机仿真。利用GLV在静电力驱动下具有较高的光学效率、快速的调制速率等优点,基于平行平板电容模型的GLV模拟算法,设计了光栅光阀1×2 MEMS(micro-electro-mechanical systems,微机电系统)光开关,经CoventorWare仿真表明,在1.55μm光波长正入射及给定GLV参数时,所设计的光开关1级衍射效率达到50%,开关时间为微秒级,并具有耐磨损、时间快、寿命长等特点。     

MEMS开关中氮化硅薄膜工艺研究

分析了沉积薄膜厚度、PECVD的薄膜沉积温度、反应气体形成的杂质以及多层薄膜之间热应力匹配等因素对薄膜残余应力的影响.应用光刻分割聚酰亚胺(PI)牺牲层、分层生长氮化硅薄膜及快速热退火等工艺减小薄膜残余应力,成功生长出了合格的氮化硅薄膜.     

磁驱动MEMS光开关的设计、分析和仿真

对比静电驱动与磁驱动,发现只有当驱动器的间距小于1.75μm时,静电能密度才处于优势地位,而大于此间距后,磁驱动将表现出主导地位.在此基础上,为了设计出具有较大运动范围的光开关,提出了一种新的基于MEMS技术的磁驱动形式,采用溅射、激光镀覆等方法在衬底上制备磁性薄膜,并通过外加磁场实现开关动作.对采用永磁材料和软磁材料这两种情况下光开关的静态行为进行了分析和模拟.结果显示,尽管使用不同类型的磁性材料会对开关的响应产生影响,但其最大转角都可达到80°,远远超过静电驱动光开关所能实现的程度,同时它还避免了静电驱动中常见的结构“塌陷”现象.     

感性可调MEMS电容性膜开关的微波等效模型分析

通过对感性可调MEMS电容性膜开关等效电路模型的电磁特性分析,建立了开关的“关”态谐振频率选择模型和“开”态阻抗匹配模型.从微波等效电路的角度提出高性能感性可调MEMS电容性膜开关的设计方法,同时给出了基于这两种模型设计X波段MEMS开关的“关”态隔离度与“开”态反射损耗的电路仿真结果,与高频电磁场全波仿真结果吻合较好,具有较高的实际应用价值.     

射频分布式MEMS移相器Bragg频率的研究

详细讨论了Bragg频率产生的原因及其分析方法，并依据微波网络理论对不同结构参数MEMS移相器的Bragg频率进行了分析比较.计算结果表明Bragg频率随共平面波导信号线宽度增大、随微桥周期间距增大而降低.对特征阻抗50 Ω、周期间距300 μm、中心信号线宽度分别为50 μm和100 μm的MEMS移相器，Bragg频率相应为38.1 GHz和27.6 GHz；对中心信号线宽度为100 μm的移相器，当周期间距增加为567 μm时，Bragg频率进一步下降到19.6 GHz.对Bragg频率的研究为分布式MEMS移相器优化设计提供了重要依据.     

面向输出性能的微加速度计建模与拓扑优化

以MEMS(micro-electro-mechanical systems)技术制备的电容式微加速度计为研究对象,建立了其最终输出性能——检测电容的检测特性与其微结构之间的动力学模型,提出了微加速度计最终输出性能的计算方法,实现了面向微加速度计最终输出性能的动力学特性与检测特性分析.为提高微加速度计的输出性能,进行了微加速度计的结构拓扑优化.在考虑提高电容输出性能和模态约束的条件下,建立了微加速度计结构的拓扑优化流程与数学模型,并以优化算例说明方法的有效性.拓扑优化结果表明,优化后微加速度计的输出性能和灵敏度提高了4.92%,同时抑制了振动模态耦合,保持品质因子不变.     

基于MEMS技术的井下人员健康参数无线采集系统

目的为了确保井下工作人员安全生产和生体机能的监测。方法提出一种基于MEMS传感技术和无线射频技术用于矿井下人员健康参数采集的方法。结果基于此方法,研究设计了一种低成本、高效率、便携式的人体健康参数监控报警系统。结论无线MEMS传输技术为井下复杂环境数据采集提供共可靠路径,大大提降低了井下无线网络的组网成本。