高性能太赫茲濾波器研究.pdf

1、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，從而使太赫茲技術在諸多方面具有十分重要的研究價值和廣闊的應用前景，成為當前國內外許多科研機構的研究重點。太赫茲濾波器控制著整個系統(tǒng)中的某處頻率響應，在系統(tǒng)中具有關鍵作用。太赫茲濾波器工作性能的高低直接影響著整個電路系統(tǒng)的性能，因此，其高性能的研究受到更多的關注。
　　本論文基于目前的設計和加工水平，制作出高性能的太赫茲濾波器。首先，對太赫茲波的定義、特點及其應用進

2、行了概述，同時對太赫茲濾波器的歷史以及國內外動態(tài)進行了回顧，并對MEMS的工藝現狀進行了簡單的介紹；其次，闡述了諧振腔的基本理論，在同一個頻段上探討了多種方案來實現高性能太赫茲波導濾波器，并結合目前國內先進的MEMS技術，成功制作出了高性能的太赫茲波導濾波器；最后，根據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)行器的設計和加工版圖以及基于雙層彎曲熱執(zhí)行器的 G波段內中心頻率可調的波導濾波器的初值設定以及仿真優(yōu)化。

3、其主要研究工作和成果可以概括為：
　　第一，基于硅基深反應離子刻蝕（DRIE）技術，成功設計并制作了頻率大于0.6THz的高性能太赫茲波導濾波器。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濾波器，克服了耦合膜片在高頻段過薄而實現困難的問題，基于此理論設計、加工并測試了兩款太赫茲濾波器。同時利用矩形諧振腔中的雙模理論，設計了一款性能更加優(yōu)越的雙模波導濾波器，并且也對該濾波器進行了加工測試。測試結果表明本文制作的濾波器具有

4、插損?。ㄐ∮?dB）以及帶外抑制好（大于20dB@10％中心頻率）等優(yōu)點。
　　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面膜片波導濾波器中，通過三維全波電磁仿真軟件HFSS仿真分析，發(fā)現雙層彎曲熱執(zhí)行器高度的改變，可以改變 E面膜片波導濾波器的中心頻率，從而實現波導濾波器的調頻功能。
　　本文成功研制出了具有高性能的太赫茲濾