MEMS移相器及其在微型通信系统中的应用

从传统移相器的构造和原理出发，进一步分析了MEMS移相器的结构、特性。结果表明，MEMS移相器具有传统移相器所无法比拟的体积小、损耗小、成本低、频带宽、易于集成等突出优点。随着高阻硅衬底在微波领域应用的扩展，MEMS移相器介质损耗大幅度降低，将能与信号处理电路一同集成于硅衬底上，便于相控阵雷达等通信系统实现微小型化。     

用于微波/射频集成电路的一种新型低损耗介质——多孔硅及氧化多孔硅厚膜

提出在单片微波集成电路(MMIC)中用多孔硅/氧化多孔硅厚膜作微波无源器件的低损耗介质膜.研究了厚度为70μm的多孔硅/氧化多孔硅厚膜在低阻硅衬底上的形成,这层厚膜增加了衬底的电阻率,减少了微波的有效介质损耗.通过测量在低阻硅衬底上形成的氧化多孔硅厚膜上的共平面波导的微波特性,证明了在低阻硅衬底上用厚膜氧化多孔硅可以提高共平面传输线(CPW)的微波特性.     

等离子体横向刻蚀硅的特性研究

研究了用SiO2 +Al作掩模 ,SF6 +O2 混合气体等离子体对Si的横向刻蚀 ,其结果表明 ,在SF6 +O2 等离子体气氛中 ,Al是很好的保护膜 ,可以在待悬浮器件下形成大的开孔。因此 ,预计用这种技术 ,可以在Si片上集成横向尺寸为数百微米 ,具有优良高频性能的MEMSRF/MW无源器件 ,如开关、传输线、电感和电容等。     

高电容比射频/微波MEMS膜开关的理论分析和数值模拟

建立了一个MEMS膜开关电容比理论模型，由于这个模型比较全面地考虑了开关阈值电压、维持电压、偏置电压和介质膜内的电场强度等因素对电容比的影响，因而能较为正确地反映开关的电容特性。用数值方法计算了影响开关电容比的因素，并对计算结果进行了分析和讨论。提出了使用脉冲电压作为偏置电压可以使介质膜gj的厚度减少到50nm，从而使开关的电容比增加到3800。最后，讨论了实现高电容比MEMS膜开关的可行性。     

MEMS集成滤波器技术

滤波器是频率转换系统(如,调谐电路、接收器)的基本构成模块。借助于MEMS技术实现的滤波器不仅带来插入损耗、功耗、线性等性能的改善,也有利于将整个通信前端集成到单一芯片上。综述了MEMS可调滤波器的研究进展。与单一利用MEMS电容的调变实现频率可调的滤波器相比,分形可调MEMS滤波技术有更小的插入损耗和更宽的调频范围。     

一种新型两维霍尔角度传感器研究

本文研制了一种无触点的十字型两维集成垂直霍尔器件 ,它对平行于芯片表面的磁场敏感 .当与被测转角 α的物件轴向相固连的径向永久磁铁转动时 ,平行于芯片表面的磁场分量 Bx、By大小将发生相对变化 ,以致集成的两对霍尔板输出电量也产生相应地变化 .这时传感器件给出了相对于被测量角度 α的两种信号电压 ( sinα和 cosα) ,通过 arctgn( Vx/ Vy)可求得转角 α,从而达到测量角度的目的 .测量结果表明利用该角度传感器件与 PC机组成的测量系统其测量角度的精度可达± 1°     

一种新型高速低功耗BiC MOS分频器

本文设计了一种基于BiCMOS技术的分频器，结合了双极（Bipolar）和CMOS技术的优点。作为分频器的基本单元，锁存器的工作速度直接影响了分频器的性能。通过分离跟踪差分对与交叉耦合对，并减小后者的偏置电流可以提高锁存器的工作速度。同时，合并两个锁存器的跟踪差分对可以减小分频器的功耗。采用0．8μm BiCMOS模型在Cadence SPECTRE中仿真，可以得到这种新型高速低功耗分频器的工作频率上限可以达到2．4GHz，功耗为-1．61dBm。     

Kμ波段硅基MEMS可重构微型天线设计

在硅衬底上设计了频率分别为11.7 GHz和12.7 GH的双波段缝隙天线,此设计利用RF-MEMS开关来实现天线的频率重构;天线结构紧凑、共平面波导馈电,采用IC工艺制作,为下一代无线通讯和天线集成具有重要的参考价值.采用3D电磁模拟软件HFSSR模拟了天线在低频和高频的反射损失分别为29.5 dB和25 dB;并且天线在低频和高频都有较高的辐射效率.     

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°,25V时为286°.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3×10⁶次.为器件的实用化提供了重要保障.     

一种新的通用味觉定量测试系统的设计

根据可兴奋性人工膜对不同味道敏感的原理，本文选用十六烷基三甲基溴化铵＋乙醇／含苦味酸的二氯甲烷／蔗糖水溶液为研究体系，在油水界面上建立可兴奋性人工膜。利用基于模糊处理的多信息溶合方法，提出了一种通用的计算机味觉定量测试系统。以测量醋酸浓度为例，得到了其测试误差小于１０％的结果，同时，本文讨论了该测试系统的软硬件组成和多信息溶合的特点。