《基於3D EM建模的RF MEMS 電磁兼容研究》是依託深圳大學，由姜梅擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於3D EM建模的RF MEMS 電磁兼容研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：姜梅
- 依託單位：深圳大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目根植於研究微波及以上頻段的RF MEMS電磁兼容性能的需要，以提高RF MEMS的可靠性並最佳化其設計為目標，從RF MEMS器件物理結構的多樣性出發，建立內部的電磁拓撲，提取3D結構中的關鍵層次，分析RF MEMS 電磁干擾問題產生的機理和表現規律，獲得抑制RF MEMS 3D結構的電磁干擾的方法；在現代計算電磁學理論的指導下，利用高性能VEMC雲計算平台，將高性能的增強混合電磁數值計算方法運用在可動部件、平面傳輸線、多層薄膜、多層介質、孔、凹槽等基本關鍵層次的電磁建模中；建立電磁EDA軟體中可調用的、包含EM性能參數的系列器件模型庫；建立計算機仿真與電磁測試驗證相結合的方法。項目的研究內容不僅能夠實現微納尺寸下MEMS 3D複雜結構的電磁場可視化分析，而且為3D MEMS電磁-機械-材料的協同設計與最佳化設計提供有效依據。本項目的研究對促進我國RF MEMS產業有積極意義。
結題摘要
目前，RF MEMS（射頻微機電系統：Radio-Frequency Micro-Electro-Mechanical System）在無線通訊、空間技術、感測技術、生物技術、雷達、醫療等方面得到廣泛套用，其開發和套用有著巨大的經濟和軍事價值。本項目根植於研究RF MEMS器件和電路的可靠性和信號完整性的需要，從無法避免又亟待解決的電磁干擾問題出發，系統深入地研究RF MEMS 3D結構的EMC問題，具有學術前沿性和套用價值。本項目展開的主要研究內容及取得的關鍵成果如下：1.完善了器件與電路系統近、遠場電磁性能的測試平台的建設。2.探索研究了先進的混合計算電磁算法，利用時域有限差分法（finite difference time domain，FDTD）準確分析了吸收材料在積體電路中的套用，降低了晶片外部複雜電磁環境對晶片本身造成的電磁干擾。3.建立了RF MEMS開關的基本模型，分析各參數對RF MEMS開關機械性能的影響，並最佳化設計了相關參數，提出了新穎的“多曲折”梁結構、最佳化設計了旋轉方孔，實現了一款下拉電壓為1.9 V、電容比為165.78:1、開關整體面積為80600 μm2、在0-29GHz頻率範圍內容，最差的插入損耗S11為-0.35dB的高性能低面積的並聯電容式RF MEMS開關。4.研究並設計了基於RF MEMS開關的可重構天線，設計並加工了一款適用於5G通信頻段（3.30 GHz-3.40 GHz、4.80 GHz-5.0 GHz）的頻率可重構天線與一款諧振頻率均為4.81 GHz的方向圖可重構天線，測試結果良好。5.利用有限元法（FEM），提出了適用於UFH RFID通信的四種不同的環形天線結構。本項目的研究成果對RFMEMS的器件研究和系統的EMC研究都具有可推廣並借鑑的意義。
