微机械传输线有多种形式,其中使用最多的是微带传输线,它可以集成在微波集成电路中,能够保证近乎TEM的传播模态。应用MEMS技术的目的在于除去传输线下方的高介电衬底,从而大大减小传播中的损耗、频散和非TEM模。<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />
方法之一是采用高阻硅衬底,通过体硅工艺制作悬空的膜片,在上面制作Au带信号线。这种传输线的传播模几乎是TEM的,且介电损耗接近于零,因此单模的带宽很大(DC一320 GHz)。
方法之二是在信号线下方制作带屏蔽的空腔,以防止相邻信号线间的串扰。LIGA工艺具有可以在多种衬底上制作大深宽比金属结构的特点。这种技术可以用来制作需要高电磁祸合或大功率通过能力的微波结构
ME M S技 术在天线方面的应用分两个不同频段。一是在毫米波和更高的频段,为了高速传输数据的需要,工作在毫米波和TeraHz(1012 Hz)的微波器件、电路和辐射体I须集成为一体。MEMS技术可以让偶极子和槽形天线悬空于介电薄膜上,实现自由空间辐射;或者通过各向异性腐蚀在天线附近制作微型的喇叭形辐射体,提高辐射的方向性。
二是在普通微波波段,此时如果让薄膜悬空,天线的尺寸将变得过大而无法实用化。MEMS技术则可以通过在天线下的介电薄膜上开孔等办法,调节其介电常数,来提高天线效率。特别是可以通过将衬底腐蚀掉一部分或使之具有适当的通孔分布的办法,让其等效的介电常数调节到所希望的值。这样频率为12一13 GHz的微带天线的效率可以从55%增加到85%,类似的技术已应用于汽车雷达(77 GHz)。
通过对MEMS目前在天线领域的应用分析,可以看到,MEMS的出现使得天线发生了巨大变化。从而改变了天线形状(变小)到改变天线性能(可重构),MEMS在天线领域必定大有前途。同时,我们也不得不看到,MEMS在天线应用中仍存在一些问题,如MEMS开关速度臂PIN二极管开关速度慢,驱动电压很高,MEMS寿命不够长等。如何进一步开拓并完善MEMS在天线相关领域的应用研究,仍是非常紧迫的课题。
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