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基于MEMS的微机械滤波器研究

龚怀民  
【摘要】: 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微机械滤波器是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滤波器研究现状的基础上,根据微机械滤波器的工作原理,提出器件的力学分析模型,设计一种频率为70MHz的微机械滤波器。本文通过分析欧拉-贝努立方程,得出滤波器的共振频率主要由谐振梁的密度、厚度和长度决定,考虑切变形和转动惯量的情况下,完成微机械谐振梁、支撑梁、驱动电容的设计;在CoventorWare软件上进行仿真,分析结果与理论设计比较好地吻合;对微机械滤波器的加工工艺进行设计,给出器件的完整的工艺流程,重点介绍微机械表面加工工艺,并在CoventorWare上进行仿真。最后对微机械滤波器进行展望。 本论文对微机械滤波器的设计理论,耦合理论,微型化工艺等方面做了有益的探索,为微机械滤波器集成化制造奠定了理论和设计基础。


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