本文關(guān)鍵詞：高性能太赫茲濾波器研究

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【摘要】：太赫茲波由于其特殊的頻段位置,具有很多毫米波和紅外線所不具備的性質(zhì),從而使太赫茲技術(shù)在諸多方面具有十分重要的研究?jī)r(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景,成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)外許多科研機(jī)構(gòu)的研究重點(diǎn)。太赫茲濾波器控制著整個(gè)系統(tǒng)中的某處頻率響應(yīng),在系統(tǒng)中具有關(guān)鍵作用。太赫茲濾波器工作性能的高低直接影響著整個(gè)電路系統(tǒng)的性能,因此,其高性能的研究受到更多的關(guān)注。本論文基于目前的設(shè)計(jì)和加工水平,制作出高性能的太赫茲濾波器。首先,對(duì)太赫茲波的定義、特點(diǎn)及其應(yīng)用進(jìn)行了概述,同時(shí)對(duì)太赫茲濾波器的歷史以及國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)進(jìn)行了回顧,并對(duì)MEMS的工藝現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹;其次,闡述了諧振腔的基本理論,在同一個(gè)頻段上探討了多種方案來(lái)實(shí)現(xiàn)高性能太赫茲波導(dǎo)濾波器,并結(jié)合目前國(guó)內(nèi)先進(jìn)的MEMS技術(shù),成功制作出了高性能的太赫茲波導(dǎo)濾波器;最后,根據(jù)濾波器的基本理論以及雙層彎曲熱執(zhí)行器的工作原理,完成了雙層彎曲熱執(zhí)行器的設(shè)計(jì)和加工版圖以及基于雙層彎曲熱執(zhí)行器的G波段內(nèi)中心頻率可調(diào)的波導(dǎo)濾波器的初值設(shè)定以及仿真優(yōu)化。其主要研究工作和成果可以概括為:第一,基于硅基深反應(yīng)離子刻蝕(DRIE)技術(shù),成功設(shè)計(jì)并制作了頻率大于0.6THz的高性能太赫茲波導(dǎo)濾波器。采用圓形諧振腔代替?zhèn)鹘y(tǒng)矩形諧振腔的膜孔感性窗耦合式波導(dǎo)濾波器,克服了耦合膜片在高頻段過(guò)薄而實(shí)現(xiàn)困難的問(wèn)題,基于此理論設(shè)計(jì)、加工并測(cè)試了兩款太赫茲濾波器。同時(shí)利用矩形諧振腔中的雙模理論,設(shè)計(jì)了一款性能更加優(yōu)越的雙模波導(dǎo)濾波器,并且也對(duì)該濾波器進(jìn)行了加工測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明本文制作的濾波器具有插損小(小于3dB)以及帶外抑制好(大于20dB@10%中心頻率)等優(yōu)點(diǎn)。第二,基于PolyMUMPs(三層多晶硅表面微加工工藝)工藝完成了雙層彎曲熱執(zhí)行器的仿真優(yōu)化和加工制備版圖,并且把該雙層彎曲熱執(zhí)行器裝配到E面膜片波導(dǎo)濾波器中,通過(guò)三維全波電磁仿真軟件HFSS仿真分析,發(fā)現(xiàn)雙層彎曲熱執(zhí)行器高度的改變,可以改變E面膜片波導(dǎo)濾波器的中心頻率,從而實(shí)現(xiàn)波導(dǎo)濾波器的調(diào)頻功能。本文成功研制出了具有高性能的太赫茲濾波器器件,對(duì)太赫茲系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研發(fā)具有重要的實(shí)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN713

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本文編號(hào)：1244014