《新型矽基MEMS蘭姆波諧振器的理論和關鍵技術研究》是依託天津大學，由龐慰擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：新型矽基MEMS蘭姆波諧振器的理論和關鍵技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：龐慰
- 依託單位：天津大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
項目通過深入研究矽基MEMS蘭姆波諧振器基礎理論，研究三項涉及增強其性能、突破其發展瓶頸以期走向實際套用的關鍵技術，包括：蘭姆波諧振器Q值增強，寄生模式抑制以及諧振器溫度補償。課題組在研究蘭姆波諧振器能量損耗機理的基礎上，提出在諧振器中引入高Q值非壓電材料，使諧振器的Q值突破壓電材料阻尼損耗的制約；為最大限度防止諧振器通過支撐和邊界區域外逸能量，本項目提出了全新的蘭姆波諧振器的能量反射結構（如弧形渠）；為有效抑制甚至徹底消除寄生模式本項目提出了在諧振器工作模式振動節點處增加固定支撐的方案；為大幅提高蘭姆波諧振器的溫度穩定性，本課題組提出了蘭姆波諧振器的溫度補償結構，使單晶片上的不同諧振頻率蘭姆波諧振器均具有良好的溫度穩定性。本項目的MEMS蘭姆波諧振器性能增強技術將直接推動下一代多頻多模無線通信設備中射頻濾波器和射頻前端模組的發展與革新，滿足通信、導航、生物感測器、國防等領域的巨大需求。
結題摘要
本項目深入地研究了矽基MEMS 蘭姆波諧振器基礎理論、模型仿真、設計方法、製造工藝、測試方法、諧振器相關套用等關鍵技術。具體研究了若干項涉及提升其性能、突破其發展瓶頸以期走向實際套用的關鍵技術，包括：蘭姆波諧振器性能係數的增強，諧振器寄生模式抑制以及溫度補償的方法。課題組在研究蘭姆波諧振器能量損耗機理的基礎上，通過最佳化諧振器的幾何結構以及最佳化工藝方法、研究品質因數與機電耦合係數的制約關係，設計並製造出同時具有高品質因數與高機電耦合係數的蘭姆波諧振器，其在所有相關報導中具有最高的阻抗比，並具有相當高的性能係數。課題組在理論上得到了影響諧振器中各種模式的機電耦合係數的影響因素，通過理論分析、有限元仿真以及實際製造並測試，找到了在一定範圍內準確控制模式機電耦合係數的方法。此外，基於機電耦合係數相關理論，發明了多種有效抑制甚至徹底消除諧振器主模附近的寄生模式的方法，為實現無紋波無毛刺的濾波器和低相位噪聲的振盪器提供了有力技術支撐。同時，根據有限元仿真，設計得到了高效的溫度補償方法。本項目的MEMS 蘭姆波諧振器性能增強技術將直接推動下一代多頻多模無線通信設備中射頻濾波器和射頻前端模組的發展與革新，滿足通信、導航、生物感測、國防等領域的巨大需求。在此項目完成的過程中，共培養2名博士和6名碩士，發表論文8篇，其中被SCI收錄5篇，申請發明專利2項，l授權1項。
