基于MEMS的太赫兹可调器件研究
发布时间：2022-01-18 20:33
太赫兹（THz）波在频谱上位于毫米波和红外线之间,具有独特的性质,从而在通信、雷达、成像等领域中扮演着重要地位,并且广泛受到国内外学者的关注。由于太赫兹应用系统对小型化和多功能化要求更高,所以在综合考虑尺寸、成本等基础上,研制具有可调谐性的高性能无源器件可以有效解决这一问题。随着MEMS（micro-electro-mechanical systems）技术的发展,多种微执行器应运而生,这为研制太赫兹频段的可调器件如太赫兹可调滤波器、太赫兹波导开关以及太赫兹可调吸波器提供了新的思路。本文所做的工作和取得的成果如下:（1）详细阐述了多种微执行器的驱动方式和工作原理,着重介绍了利用MEMS技术和PolyMUMPs工艺加工的热微执行器。在此基础上利用ANSYS软件仿真验证了Bimorph热微执行器和U型梁微执行器,并且通过可行性分析选择了多种Bimorph热微执行器进行加工。实测结果达到预期,为后续可调谐器件的实现提供了基础。（2）介绍了太赫兹滤波器的设计原型和理论支撑,在此基础上结合微执行器,提出了四种太赫兹频段波导滤波器的调谐方式,并且选取其中一种利用Bimorph微执行器产生垂直于基底...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 太赫兹波的简介
1.2 研究背景和意义
1.3 太赫兹可调器件的研究动态
1.3.1 太赫兹可调滤波器研究动态
1.3.2 太赫兹波导开关研究动态
1.4 本论文主要研究内容
第二章 基于MEMS技术的微执行器
2.1 MEMS技术
2.1.1 MEMS技术简介
2.1.2 表面微细加工技术
2.2 PolyMUMPs工艺介绍
2.2.1 PolyMUMPs工艺流程
2.2.2 PolyMUMPs工艺设计规则
2.3 微执行器
2.3.1 微执行器概述
2.3.2 微执行器原理
2.3.3 微执行器设计中需要注意的问题
2.4 基于蛇形级联的Bimorph梁热微执行器
2.4.1 Bimorph工作原理
2.4.2 蛇形级联Bimorph微执行器仿真分析
2.4.3 版图加工设计及测试结果分析
2.5 基于交错级联的Bimorph梁热微执行器
2.6 基于U型梁的热微执行器
2.6.1 U型梁工作原理
2.6.2 U型梁热微执行器仿真分析
2.6.3 U型梁热微执行器版图加工设计及问题分析
2.7 本章小结
第三章 太赫兹可调滤波器研究
3.1 滤波器理论
3.1.1 滤波器基本理论
3.1.2 滤波器低通原型
3.1.3 切比雪夫低通原型
3.2 太赫兹可调带通滤波器设计
3.2.1 太赫兹带通滤波器设计
3.2.2 调谐原理
3.2.3 仿真分析
3.2.4 装配方案选取及容差分析
3.2.5 调谐思路拓展
3.3 太赫兹可调滤波器实验研究
3.3.1 滤波器腔体
3.3.2 测试方案及测试结果
3.3.3 测试结果分析
3.4 本章小结
第四章 太赫兹波导开关研究
4.1 太赫兹波导开关设计
4.1.1 波导开关原理
4.1.2 仿真分析
4.1.3 装配方案选取及容差分析
4.2 太赫兹波导开关实验研究
4.2.1 波导开关腔体
4.2.2 测试方案及测试结果
4.2.3 测试结果分析
4.3 本章小结
第五章 太赫兹可调吸波器研究
5.1 基于EBG结构的吸波器研究
5.1.1 EBG结构简介
5.1.2 基于EBG结构的太赫兹可调吸波器研究
5.2 基于超材料的太赫兹可调吸波器研究
5.2.1 超材料简介
5.2.2 基于超材料的太赫兹可调吸波器研究
5.3 本章小结
第六章 总结和展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]超材料在完美吸波器中的应用[J]. 张勇,张斌珍,段俊萍,王万军. 材料工程. 2016(11)
[2]基于磁/电介质混合型基体的宽带超材料吸波体的设计与制备[J]. 郭飞,杜红亮,屈绍波,夏颂,徐卓,赵建峰,张红梅. 物理学报. 2015(07)
[3]可调谐超材料吸波体的数值仿真研究[J]. 刘凌云,胡长寿,付波,卓露. 功能材料. 2011(02)
[4]太赫兹技术及其应用[J]. 姚建铨. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2010(06)
[5]超材料吸波体吸波特性研究[J]. 刘凌云,胡长寿,郭彪. 材料导报. 2010(10)
[6]太赫兹通信技术的研究与展望[J]. 姚建铨,迟楠,杨鹏飞,崔海霞,汪静丽,李九生,徐德刚,丁欣. 中国激光. 2009(09)
[7]基于EBG结构功分器的设计[J]. 刘扬清,敖发良. 大众科技. 2008(12)
[8]用于精密微驱动的微执行器研究[J]. 陈自新,李长生,任荣君. 农机化研究. 2006(03)
[9]太赫兹科学技术的新发展[J]. 刘盛纲. 中国基础科学. 2006(01)
[10]EBG结构在微带天线阵中的应用[J]. 闫敦豹,付云起,张国华,高强,袁乃昌. 微波学报. 2005(S1)
硕士论文
[1]太赫兹腔体滤波器研究[D]. 周游.电子科技大学 2016
本文编号：3595542
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 太赫兹波的简介
1.2 研究背景和意义
1.3 太赫兹可调器件的研究动态
1.3.1 太赫兹可调滤波器研究动态
1.3.2 太赫兹波导开关研究动态
1.4 本论文主要研究内容
第二章 基于MEMS技术的微执行器
2.1 MEMS技术
2.1.1 MEMS技术简介
2.1.2 表面微细加工技术
2.2 PolyMUMPs工艺介绍
2.2.1 PolyMUMPs工艺流程
2.2.2 PolyMUMPs工艺设计规则
2.3 微执行器
2.3.1 微执行器概述
2.3.2 微执行器原理
2.3.3 微执行器设计中需要注意的问题
2.4 基于蛇形级联的Bimorph梁热微执行器
2.4.1 Bimorph工作原理
2.4.2 蛇形级联Bimorph微执行器仿真分析
2.4.3 版图加工设计及测试结果分析
2.5 基于交错级联的Bimorph梁热微执行器
2.6 基于U型梁的热微执行器
2.6.1 U型梁工作原理
2.6.2 U型梁热微执行器仿真分析
2.6.3 U型梁热微执行器版图加工设计及问题分析
2.7 本章小结
第三章 太赫兹可调滤波器研究
3.1 滤波器理论
3.1.1 滤波器基本理论
3.1.2 滤波器低通原型
3.1.3 切比雪夫低通原型
3.2 太赫兹可调带通滤波器设计
3.2.1 太赫兹带通滤波器设计
3.2.2 调谐原理
3.2.3 仿真分析
3.2.4 装配方案选取及容差分析
3.2.5 调谐思路拓展
3.3 太赫兹可调滤波器实验研究
3.3.1 滤波器腔体
3.3.2 测试方案及测试结果
3.3.3 测试结果分析
3.4 本章小结
第四章 太赫兹波导开关研究
4.1 太赫兹波导开关设计
4.1.1 波导开关原理
4.1.2 仿真分析
4.1.3 装配方案选取及容差分析
4.2 太赫兹波导开关实验研究
4.2.1 波导开关腔体
4.2.2 测试方案及测试结果
4.2.3 测试结果分析
4.3 本章小结
第五章 太赫兹可调吸波器研究
5.1 基于EBG结构的吸波器研究
5.1.1 EBG结构简介
5.1.2 基于EBG结构的太赫兹可调吸波器研究
5.2 基于超材料的太赫兹可调吸波器研究
5.2.1 超材料简介
5.2.2 基于超材料的太赫兹可调吸波器研究
5.3 本章小结
第六章 总结和展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间取得的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]超材料在完美吸波器中的应用[J]. 张勇,张斌珍,段俊萍,王万军. 材料工程. 2016(11)
[2]基于磁/电介质混合型基体的宽带超材料吸波体的设计与制备[J]. 郭飞,杜红亮,屈绍波,夏颂,徐卓,赵建峰,张红梅. 物理学报. 2015(07)
[3]可调谐超材料吸波体的数值仿真研究[J]. 刘凌云,胡长寿,付波,卓露. 功能材料. 2011(02)
[4]太赫兹技术及其应用[J]. 姚建铨. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2010(06)
[5]超材料吸波体吸波特性研究[J]. 刘凌云,胡长寿,郭彪. 材料导报. 2010(10)
[6]太赫兹通信技术的研究与展望[J]. 姚建铨,迟楠,杨鹏飞,崔海霞,汪静丽,李九生,徐德刚,丁欣. 中国激光. 2009(09)
[7]基于EBG结构功分器的设计[J]. 刘扬清,敖发良. 大众科技. 2008(12)
[8]用于精密微驱动的微执行器研究[J]. 陈自新,李长生,任荣君. 农机化研究. 2006(03)
[9]太赫兹科学技术的新发展[J]. 刘盛纲. 中国基础科学. 2006(01)
[10]EBG结构在微带天线阵中的应用[J]. 闫敦豹,付云起,张国华,高强,袁乃昌. 微波学报. 2005(S1)
硕士论文
[1]太赫兹腔体滤波器研究[D]. 周游.电子科技大学 2016
本文编号：3595542
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