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RF-MEMS天线理论、建模仿真及特性研究

近年来,微机电系统(MEMS)研究得到了迅猛的发展。用于射频通信领域中的MEMS技术,即 RF-MEMS (Radio Frequency Micro-electro-mechanical System)技术,蕴藏着巨大的市场潜力,已经成为研究的热点,受到学术界和政府部门的高度重视。采用微机械技术研制的RF-MEMS天线是RF-MEMS系统的关键器件之一,它不但具有体积小、重量轻、性能稳定等优点外,还能和其他电路元件集成在一起。本文在分析了国内外RF-MEMS天线研究现状的基础上,对微尺度下微机械天线的电磁辐射与耦合理论、数学建模与数值仿真、参数优化、加工、测试及应用等方面进行了深入系统的理论分析和实验研究,成功地研制出了多种结构的微机械天线,在微机械天线的理论、数值模拟、参数优化和制造上取得了突破和创新。本文研究的主要内容包括:从麦克斯韦方程和波动方程出发,分析了RF-MEMS天线的电磁辐射和耦合机理、准静态特征参数,讨论了色  (本文共132页) 本文目录 | 阅读全文>>

《北京信息科技大学学报(自然科学版)》2011年06期
北京信息科技大学学报(自然科学版)

微机械摆在旋转体控制舱中的应用

编者按:张福学教授是北京市传感器重点实验室主任,国家技术发明二等奖获得者(排名第一),以他为首的学术团队长期致力于新型传感器研发,承担多项国家、省部级重大研究课题。本期我刊特约了其中4位专家把他们的最新研究成果呈现给广大读者。0引言旋转体发展十分迅速,急需旋转体的姿态敏感技术。能满足旋转体要求的陀螺未见国内外报导。传统陀螺由自身的驱动结构产生驱动力,不能直接用于旋转体。本文提出一种新型微机械摆,将其安装在旋转体控制舱即能检测偏航、俯仰和自旋角速度[1-2]。安装在旋转体上的微机械摆具有相当于3个传统陀螺的功能[3-7]。1微机械摆图1(a)是抗冲击微机械摆正视图[4],图1(b)是信号获取电路图。图2是微机械摆芯片结构截面图。摆片通过梁悬挂在框上,在硅摆芯片的上下面对称设置一对止档垫。当旋转体有偏航或俯仰时,摆片随之摆动,引起电路中电容变化,电桥失去平衡,输出信号。检测信号,可得到偏航、俯仰和自旋图1抗冲击微机械摆正视图及其信号...  (本文共6页) 阅读全文>>

《微纳电子技术》2003年Z1期
微纳电子技术

一种新型微机械锚

1 引 言微机械锚结构是微机械系统中与衬底直接相连 ,用于支撑其他微机械结构的支撑部件。微机械锚的刚度决定了连接在它上面的微机械结构的边界条件 ,从而影响到其他微机械结构的性能状况 ,最终直接影响了整个微系统的性能。普通设计的微机械锚只有一层薄膜层构成 ,其刚度较低 ,从而使它不能向其他微结构提供固支边界条件 ,但是一般情况下对微结构性能计算时都假设微结构具有固支的边界条件。这种边界条件的变化给微系统性能与最初设计的期望值带来了一定的误差。因为微机械锚的刚度直接决定了依靠它支撑的其他微机械结构的边界情况 ,所以 ,它的刚度与强度对微机械电子系统的性能影响很大。现在的MEMS制造技术的发展主流是与集成电路工艺兼容的 ,而传统的牺牲层技术制作的微机械锚的缺陷就是其刚度不够 ,不能够提供较大的支撑强度 ,即不能提供理想的固支边界条件。Cutterige等人提出了一种新式的微机械锚 ,使微机械锚在不改变工艺条件的前提下性能有所改善[1]...  (本文共3页) 阅读全文>>

《机械管理开发》2002年01期
机械管理开发

21世纪最具有代表性技术——微机械

微机械在美国被称为微型电子机械系统(MEMS),在日本被称为微机器,在欧洲被称为微系统。按外形尺寸特征,微机械可分成1mm~10mm的微小型机械、1μm~1mm的微机械,以及1nm~1μm的纳米机械。微机械由于具有狭小空间内进行行业而又不扰乱工作环境和对象的特点,在航空航天、精密仪器、材料、生物医疗等领域有着广泛的应用潜力,并成为纳米技术研究的重要手段,受到世界各国的高度重视,被誉为20世纪十大关键技术之首,21世...  (本文共1页) 阅读全文>>

《材料科学与工程》2001年02期
材料科学与工程

静电激振法测量微机械材料的杨氏模量

1 引 言六十年代初 ,人们就开始利用蚀刻硅技术制造硅材料微机械构件。目前已经制造出各种微梁、微膜、以及微齿轮、微弹簧、微型刀具等。随后 ,人们又把控制微机械构件运动的电子系统与这些微机械构件集成于一体 ,组成微电子机械系统 (Micro Electro MechanicalSystem ,缩写为MEMS) ,如微型智能机器人等。目前 ,MEMS技术已经在工业、国防、生物医学工程等领域得到了迅速的发展[1] 。随着硅材料微机械构件的产生 ,人们对它的机械性能 (如杨氏模量、硬度等 )的测量也开始进行了研究。因为人们发现 ,硅在热氧化时其界面层的二氧化硅呈压缩状态 ,因而使界面层材料产生应力。当把硅蚀刻掉 ,留下的二氧化硅层也就具有不同的杨氏模量。此外 ,为了增强某些硅微机械构件的机械性能 ,需要对它的表面进行处理 ,以便生成如二氧化硅、碳化硅、氮化硅一类物质 ,用于如微型手术刀具等机械性能要求较高的场合。在这些情况下都需要对材料...  (本文共3页) 阅读全文>>

《光学精密工程》2000年03期
光学精密工程

微机械材料杨氏模量的测量

1引言 人们在认识宏观世界的同时,也在不断地探索微观世界。60年代初,人们开始利用蚀刻硅技术制造微机械构件或装置。目前已有用蚀刻硅技术制造的各种微梁、微膜、以及微齿轮、微弹簧、微型刀具等微机械构件。随后,人们又把控制微机械构件运动的电子系统与这些微机械构件集成于一体,组成微电子机械系统,从而推动了微型传感器、微型智能机器人和微型手术器等微控装置的发展。微电子机械系统已经在工业、国防、生物医学工程等领域得到了迅速的应用‘’‘。 随着硅材料微机械构件的产生,人们对其材料的机械性能(如杨氏模量、硬度等)的测量也开始进行了研究。事实上,这一研究工作早在蚀刻硅技术刚用于生产半导体器件时就已经开始了。因为人们发现,硅在热氧化时其界面层的二氧化硅呈压缩状态,因而使界面层材料产生应力。当把硅蚀刻掉,留下的二氧化硅层也就具有不同的杨氏模量、此外,为了增强某些磋微机械构件的机械性能,需要对它的表面进行处理,以便生成如二氧化硅、碳化硅、氯化硅一类物质...  (本文共4页) 阅读全文>>