發(fā)布時間：2017-03-20 02:11

  本文關(guān)鍵詞：太赫茲體硅MEMS多層波紋喇叭天線，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：太赫茲技術(shù)是目前世界各國研究的重中之重,而太赫茲傳輸線和太赫茲天線性能的探索對太赫茲技術(shù)的應用具有重要的現(xiàn)實意義,如何設計并實現(xiàn)高集成度的太赫茲天線是太赫茲系統(tǒng)發(fā)展的必然方向。微機電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)因其高精度、高一致性、低成本等特點可以用來制備太赫茲天線和功能器件。在上述背景下,本文基于MEMS技術(shù)研究了太赫茲頻段多層波紋喇叭天線,并進行了制備和測試。給出了太赫茲多層體硅波紋喇叭天線,具有高增益、低副瓣、方向圖對稱特性,解決了太赫茲天線增益低的問題。采用了多層工藝與MEMS工藝結(jié)合的方法,給出了多層MEMS工藝實施方案,設計并制備了工作于500GHz的多層體硅圓口面波紋喇叭天線、多層體硅角錐波紋喇叭天線和多層體硅對角波紋喇叭天線。仿真結(jié)果與測試結(jié)果吻合良好,測試結(jié)果表明,在470-530GHz頻段,天線具有高增益、低副瓣、方向圖對稱等良好特性,并且天線端口匹配特性良好。在類似研究中,處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。對多層體硅MEMS工藝太赫茲天線技術(shù)進行分析。介紹波紋喇叭天線理論,對波紋喇叭的分類和場分布做出了詳細分析。介紹MEMS加工技術(shù)(包括體微加工、表面微加工、鍵合技術(shù)等),矩形波導的MEMS工藝實現(xiàn)流程,包括ICP刻蝕技術(shù)、內(nèi)部腔體金屬化和金金鍵合技術(shù)。結(jié)合THz功能器件的需求,給出了多層體硅MEMS工藝及實現(xiàn)方法,最后給出了多層體硅工藝的實現(xiàn)流程。基于多層體硅MEMS工藝和波紋喇叭天線理論,對太赫茲波紋喇叭進行設計。針對MEMS工藝的特點,從功能材料的角度出發(fā),基于有限元法(FEM),在太赫茲頻段,設計了圓口面波紋喇叭天線,角錐喇叭天線和對角喇叭天線。對多層太赫茲波紋喇叭進行了工藝制備,設計天線測試工裝,對天線進行裝配。對天線的方向圖和駐波進行了測試,在中心頻率500GHz,天線增益均大于20dBi,E面和H面3-dB波束寬度差小于2°,E面和H面的副瓣電平均小于-13dB,圓口面波紋喇叭天線的副瓣電平更是低于-20dB。測試結(jié)果和仿真結(jié)果吻合度高,驗證了實驗方案和仿真設計方法的可行性。
【關(guān)鍵詞】：太赫茲 MEMS 多層 波紋 喇叭天線
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN823
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-22
• 1.1 研究背景和意義9-15
• 1.1.1 太赫茲波特點9-10
• 1.1.2 太赫茲波應用10-14
• 1.1.3 太赫茲發(fā)展歷史14-15
• 1.2 太赫茲天線技術(shù)15-20
• 1.2.1 機械天線15-16
• 1.2.2 平面集成天線16-18
• 1.2.3 新材料天線18-20
• 1.3 主要內(nèi)容與章節(jié)安排20-22
• 第2章 太赫茲體硅MEMS多層天線技術(shù)22-36
• 2.1 波紋喇叭天線22-32
• 2.1.1 波紋喇叭天線分類22-26
• 2.1.2 波紋喇叭天線理論分析26-32
• 2.2 多層體硅MEMS工藝32-35
• 2.2.1 MEMS工藝32-34
• 2.2.2 多層工藝34
• 2.2.3 多層體硅MEMS工藝制備流程34-35
• 2.3 本章小結(jié)35-36
• 第3章 太赫茲多層體硅波紋喇叭天線設計36-53
• 3.1 0.5THz多層體硅圓口面波紋喇叭天線設計36-46
• 3.1.1 0.5THz多層體硅圓口面波紋喇叭天線設計36-39
• 3.1.2 0.5THz多層體硅圓口面波紋喇叭天線結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析39-44
• 3.1.3 0.5THz多層體硅圓口面波紋喇叭天線誤差分析44-46
• 3.2 0.5THz多層體硅角錐波紋喇叭天線設計46-49
• 3.3 0.5THz多層體硅對角波紋喇叭天線設計49-51
• 3.4 本章小結(jié)51-53
• 第4章 太赫茲多層體硅波紋喇叭天線測試53-65
• 4.1 天線工藝制備53-54
• 4.2 天線測試工裝設計54-57
• 4.3 天線駐波測試57-59
• 4.3.1 天線駐波測試系統(tǒng)與方法57-58
• 4.3.2 天線駐波測試結(jié)果與分析58-59
• 4.4 天線方向圖測試59-64
• 4.4.1 天線方向圖測試條件分析59-60
• 4.4.2 天線方向圖測試系統(tǒng)與方法60-62
• 4.4.3 天線方向圖測試結(jié)果與分析62-64
• 4.5 本章小結(jié)64-65
• 第5章 總結(jié)與展望65-67
• 5.1 全文工作總結(jié)65
• 5.2 創(chuàng)新點65-66
• 5.3 后續(xù)工作展望66-67
• 參考文獻67-70
• 攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單70-71
• 致謝71

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本文編號：256981