【摘 要】
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随着通信行业的迅猛发展,集成化和小型化成为微波通信系统中微波组件的重要趋势,滤波器作为通信系统中必不可少的微波无源器件,滤波器的性能指标直接影响整个通信链路的性能
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随着通信行业的迅猛发展,集成化和小型化成为微波通信系统中微波组件的重要趋势,滤波器作为通信系统中必不可少的微波无源器件,滤波器的性能指标直接影响整个通信链路的性能。微波组件有源器件大多为微小芯片,组件的体积和重量主要由无源器件决定,所以减少滤波器的体积重量意义重大。高效、快速地研制小型化高性能的微波滤波器已经成为主流。本文主要研究微机械(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)滤波器的设计和相关的MEMS加工工艺,最终实现内部无可活动结构的硅腔滤波器。相同结构MEMS滤波器与腔体滤波器对比,带外抑制与腔体滤波器相当,MEMS体积只有腔体的1/200。本文主要内容为:1、研究硅基微机械加工工艺,重点研究硅体加工中的高深宽比电感耦合等离子(Inductively Coupled Plasma,ICP)刻蚀和表面硅加工的光刻工艺、复合微机械加工中的键合工艺,运用以上关键工艺实现单层和双层封闭结构硅腔滤波器;2、根据电路理论,滤波器网络综合理论,谐振器之间耦合计算确定滤波器的电路结构。选取恰当的拓扑结构,以得到性能稳定,结构紧凑的滤波器。利用HFSS三维全波电磁仿真软件进行物理建模,并仿真优化。设计符合要求C波段和Ka波段的MEMS带通滤波器;3、加工制造实物,完成滤波器装配调试,测试各项性能指标,与仿真性能进行对比分析;4、分析总结MEMS工艺加工滤波器流程中存在的问题,并提出工艺改进和设计修正方案以提高滤波器性能。
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