基于典型MEMS膜/梁结构的RF MEMS柔性器件弯曲特性模型理论与实验研究

基本信息
批准号:61774032
项目类别:面上项目
资助金额:63.00
负责人:韩磊
学科分类:
依托单位:东南大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:殷刚毅,张志强,任青颖,邓文俊,肖申,于洋
关键词:
RF弯曲特性模型MEMS器件MEMS膜/梁结构MEMS开关柔性基板
结项摘要

RF MEMS flexible devices have an extremely wide application prospect in airborne/spaceborne radars and IoT (internet of things) communication systems due to their unique flexibility and ductility, as well as the efficient and low cost fabrication process. However, because of the lack of modeling of bending characteristics and experimental characterizations of RF MEMS flexible devices, the application researches of such devices have been severely restricted. Therefore, this project proposes the bending characteristics model of RF MEMS flexible devices according to complex environment applications. A structure deformation/stress coupling model based on device/substrate dual deformation has been firstly established. And then, the mechanical/microwave properties analytical model based on the coupling model has been built. Finally, the complete bending characteristics model and design method of RF MEMS flexible devices have been established. The model realizes the good grasp of the performance variation regularity of RF MEMS flexible devices under the bending substrate condition. The RF MEMS flexible devices prototypes based on typical MEMS membrane/beam structure have been developed. These prototypes can validate the effectiveness of the bending characteristics model and design method. The project will provide profound theoretical foundation for the realization of the deep researches and practical applications of RF MEMS flexible devices.

RF MEMS柔性器件以其独特的可弯曲延展性及其高效、低成本的制造工艺,在机载/星载雷达和物联网通信系统中具有非常广阔的应用前景。然而,由于目前缺乏对RF MEMS柔性器件弯曲特性的理论建模和实验表征,因此严重制约着RF MEMS柔性器件的应用研究。为此,本项目根据适用于复杂环境应用的RF MEMS柔性器件弯曲特性模型这一总体目标,首次提出一种基于器件/基板双变形的结构形变/应力耦合关系模型以及基于这一耦合模型的器件力学/微波性能影响解析模型,建立完整的分析RF MEMS柔性器件弯曲特性的模型理论和方法,实现弯曲变形条件下RF MEMS柔性器件性能参数变化规律的掌握,研制出基于典型MEMS膜/梁结构的RF MEMS柔性器件样片,验证所建立的弯曲特性模型理论和方法的正确性和有效性,从而为真正实现RF MEMS柔性器件的深入研究和实际应用提供坚实的理论基础。

项目摘要

针对项目的研究内容与目标,首次提出并建立了完整的分析RF MEMS柔性器件弯曲特性的多物理域模型理论和设计方法,包括典型MEMS双端固支梁、悬臂梁、V型梁和电容结构的力学弯曲特性、动态弯曲特性和微波弯曲特性模型以及阻抗预匹配模型。通过理论分析、优化设计和工艺制备研制出了基于典型MEMS膜/梁结构的RF MEMS柔性器件样片,测试结果与理论计算结果和仿真结果对比显示变化规律完全一致,且最大误差不超过±10%,验证了所建立的弯曲特性模型和设计方法的正确性和有效性,为真正实现RF MEMS柔性器件的深入研究和实际应用提供了坚实的理论基础。本项目的科学意义在于通过对构成各类RF MEMS柔性器件的基本膜/梁结构进行全面而深入的建模研究,构建出最底层的典型MEMS膜/梁结构力学、动态、热学、微波等多物理域弯曲特性模型。四种典型MEMS膜/梁结构多物理域弯曲特性模型具有普适性,可以作为最基本的“拼图”构造出更为复杂的RF MEMS柔性器件多物理域弯曲特性模型,从而为绝大多数的RF MEMS柔性器件结构设计提供坚实的理论基础。本项目的研究成果可以应用于机载/星载雷达、智能蒙皮、可穿戴设备等细分领域中,解决其射频微系统面临的复杂环境空间下共形、小型化、轻量化内在需求,实现RF MEMS柔性器件及系统弯曲条件下的性能预测和优化补偿,极大推进RF MEMS柔性器件及系统的实用化进程。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1280
发表时间:2019
3

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

小跨高比钢板- 混凝土组合连梁抗剪承载力计算方法研究

DOI:10.19701/j.jzjg.2015.15.012
发表时间:2015
4

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019
5

基于公众情感倾向的主题公园评价研究——以哈尔滨市伏尔加庄园为例

基于公众情感倾向的主题公园评价研究——以哈尔滨市伏尔加庄园为例

DOI:
发表时间:2022

韩磊的其他基金

批准号:31460220
批准年份:2014
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:20701022
批准年份:2007
资助金额:16.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61106114
批准年份:2011
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:91122012
批准年份:2011
资助金额:50.00
项目类别:重大研究计划
批准号:81401224
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21471086
批准年份:2014
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
批准号:81773187
批准年份:2017
资助金额:55.00
项目类别:面上项目
批准号:41871190
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:51705026
批准年份:2017
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31700970
批准年份:2017
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:40906017
批准年份:2009
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51806043
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51057001
批准年份:2010
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:81400064
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81701569
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81001128
批准年份:2010
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81502796
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21071087
批准年份:2010
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
批准号:81572496
批准年份:2015
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:31760236
批准年份:2017
资助金额:37.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:81503602
批准年份:2015
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21705087
批准年份:2017
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31340018
批准年份:2013
资助金额:15.00
项目类别:专项基金项目

相似国自然基金

1

可动RF MEMS器件失效机理研究

批准号:U1430102
批准年份:2014
负责人:鲍景富
学科分类:A31
资助金额:80.00
项目类别:联合基金项目
2

SiC RF MEMS 器件-高Q值谐振器的研究

批准号:60406010
批准年份:2004
负责人:宁瑾
学科分类:F0404
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

MEMS三维THz无源器件电气特性模型研究

批准号:11176006
批准年份:2011
负责人:鲍景富
学科分类:A31
资助金额:40.00
项目类别:联合基金项目
4

MEMS典型机构的传动特性与失效机理分析

批准号:51075249
批准年份:2010
负责人:沈雪瑾
学科分类:E0502
资助金额:39.00
项目类别:面上项目