硅基微波共平面波导传输特性及其在微波移相器中的应用研究

1、硅基微波共平面波导传输特性及其在微波移相器中的应用研究    【中文题名】 硅基微波共平面波导传输特性及其在微波移相器中的应用研究 【中文摘要】 采用以硅材料为衬底及与IC兼容的微电子机械(MEMS)技术，能够实现微波无源分立元件与信号处理电路的单片集成化，最终形成完整的和智能化的在片系统。微型硅基微波传输线是微波无源、有源器件及微波集成电路的重要构成基础，本文首先对其工作原理、器件模拟、结构参数设计、制备及散射参数测试进行较深入全面的研究，并进一步将微波传输理论应用于MEMS移相器，对移相器的结构参数、相移特性及可靠性等进行了分析。工作中取得了以下几方

2、面的研究成果： 1在大量文献调研的基础上，对硅衬底上制备微波传输线的方法进行了全面分析和总结，结合现有 【英文摘要】 Monolithic microwave integrated circuit (MMIC) designs on Si substrates have become an important topic in recent years. With constantly increasing frequencies in communications and integrated circuits, there are great demands for low-cost, m

3、iniature microwave transmission lines. Another increasingly important (actor is to be integrated with analog and digital circuits. For this reason, it is highly advantageous for the microwave components to be fabricated through a commercial CMOS process. So we researc 第一章 绪论 10-23 1 硅材料在微波领域的应用 10-1

4、1 2 微电子机械技术 11-14 2.1 MEMS的基础理论 11-13 2.2 MEMS的材料与加工技术 13-14 3 射频微波MEMS技术 14-18 3.1 射频微波MEMS器件参数 14-15 3.2 射频微波MEMS元件 15-17 3.3 典型组件与系统 17-17 3.4 元件设计及制造方法 17-23 4 本文构成 18-19 5 小结 19-020 参考文献 020-23 第二章 微波传输线理论基础 23-38 1 传输线的基本概念 23-28 1.1 传输线种类及应用 23-24 1.2 分布参数概念 24-25 1.3 特性阻抗和传输常数 25-26 1.4 传输线的

5、阻抗匹配 26-28 2 共平面波导的结构和传输参数 28-32 2.1 共平面波导结构 28-29 2.2 共平面波导的特性阻抗和相速 29-31 2.3 共平面波导的损耗 31-46 3 共平面波导的传统制作 32-33 4 微波网络基础 33-36 5 小结 36-37 参考文献: 37-38 第三章 硅基MEMS微波传输线 38-46 1 硅基矩形波导 38-39 2 V型槽MEMS共平面波导 39-41 3 W型槽MEMS共平面波导 41-42 4 IOCPW 42-43 5 小结 43-44 参考文献 44-46 第四章 微波V型槽MEMS共平面波导 46-72 1 引言 46-4

6、6 2 特性阻抗的混合相似剖分有限元法分析 46-56 2.1 有限元法简介 46-48 2.2 相似剖分有限元法 48-48 2.3 混合相似剖分有限元方法 48-52 2.4 计算实例比较 52-53 2.5 数值分析结果 53-56 3 工艺流程与参数优化 56-58 3.1 工艺流程 56-56 3.2 混合腐蚀工艺 56-58 3.3 背面刻蚀技术 58-58 4 制备过程中的应力释放 58-63 4.1 应力的基本概念 58-59 4.2 微结构中应力的产生与测量 59-61 4.3 微机械共平面波导中应力 61-63 5 散射参数的多线分析法 63-65 5.1 多线分析基本原理

7、 63-64 5.2 测量结果分析 64-73 6 测试结果与分析 65-67 7 小结 67-69 参考文献: 69-72 第五章 硅基微波共平面波导 72-91 1 引言 72-73 2 高阻硅基共平面波导 73-82 2.1 高阻硅基共平面波导结构 73-74 2.2 制备工艺流程 74-75 2.3 氧化层电荷对传输损耗的影响 75-77 2.4 测试结果与分析 77-82 3 低阻硅基聚酰亚胺厚膜上的共平面波导 82-89 3.1 共平面波导的设计考虑 82-84 3.2 共平面波导制备 84-85 3.3 参数测试与比较 85-91 4 小结 89-90 参考文献 90-91 第六章 高阻硅基级联式MEMS移相器 91-117 1 相移原理概述 91-94 1.1 传统相移的实现 91-92 1.2 集成二极管数字式移相器 92-93 1.3 移相器在相控阵中的应用 93-94 2 MEMS移相器 94-97 2.1 MEMS移相器设计 94-96 2.2 单元移相结构的工作原理 96-97 3 结构参数设计 97-106 3.1 可调电容 97-99 3.2 下拉电压 99-101 3.3 Bragg频率分析 101-106 4 制备工艺探讨 106-108 4.1 工艺流程 106-107 4.2 工艺探讨 107-108 5 参数测试与分析 108-114 5