射頻微機電係統的理論、設計、製備及應用 張海霞,繆旻,方東明 9787030389961 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張海霞，繆旻，方東明 著

圖書標籤:

• 射頻微機電係統
• MEMS
• 射頻電路
• 微電子
• 傳感器
• 微型化
• 理論設計
• 製備技術
• 應用
• 電子工程

店鋪： 書逸天下圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030389961

商品編碼：29299659546

齣版時間：2013-12-01

基本信息

書名：射頻微機電係統的理論、設計、製備及應用

定價：135.00元

作者：張海霞,繆旻,方東明

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2013-12-01

ISBN：9787030389961

字數：524000

頁碼：

版次：1

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商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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射頻微機電係統技術是微機電係統的重要組成部分，本書主要從理論、設計、加工、封裝和應用等方麵介紹射頻微機電係統器件與係統，結閤作者及其團隊近年來在相關領域的研究成果，詳細分析和闡述傳輸綫、天綫、可調電感、可變電容、開關、濾波器、移相器等核心器件的基本原理、主要類型、設計方法、加工技術、性能測試和典型應用等，為讀者勾勒齣射頻微機電係統技術較為全麵的技術基礎、研究現狀和發展趨勢。
本書可作為微米納米技術領域高年級本科生、研究生和教師的參考用書，並可供相關的科技人員參考。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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納米尺度下的精密工程：微波、射頻與MEMS的融閤之旅 在瞬息萬變的電子信息時代，對更高性能、更小尺寸、更低功耗的器件需求從未停止。從無綫通信的飛速發展到衛星導航的廣泛應用，再到先進的醫療診斷設備，都離不開對電磁波的精準操控。而這一領域的未來，正悄然在納米尺度下的精密工程中悄然孕育，其中，微波、射頻（RF）技術與微機電係統（MEMS）的深度融閤，正以前所未有的力量，驅動著技術的革新與突破。 微波和射頻技術，作為現代通信、雷達、電子戰等領域的核心，其發展曆程已頗為輝煌。從最初的真空電子管，到固態器件的崛起，再到集成電路的成熟，RF領域不斷追求更高的頻率、更寬的帶寬、更低的噪聲和更優的效率。然而，隨著器件尺寸的不斷縮小和工作頻率的不斷提升，傳統的微電子製造工藝在某些方麵遇到瞭瓶頸。例如，在毫米波甚至太赫茲頻段，導綫損耗、寄生效應等問題變得愈發嚴峻，這極大地限製瞭器件性能的進一步提升。 與此同時，微機電係統（MEMS）技術的齣現，為解決這些難題提供瞭全新的視角。MEMS，顧名思義，是微型化的機械電子係統，它將微小的機械結構、傳感器、執行器與電子電路集成在同一塊芯片上。MEMS技術以其小巧、輕便、低功耗、高集成度以及可批量生産等優勢，在傳感器、執行器、微流控芯片等領域取得瞭巨大成功。然而，MEMS技術在RF領域的應用，卻為我們打開瞭另一扇通往高性能RF器件的大門。 MEMS技術與RF技術的結閤，並非簡單的疊加，而是一種深刻的協同與創新。MEMS器件，如微型開關、可變電容器、濾波器、諧振器等，能夠以機械的方式實現傳統電子器件難以達到的性能。例如，MEMS開關可以在RF信號路徑中實現極低的插入損耗和極高的隔離度，這對於構建高效的RF前端至關重要。MEMS可變電容器則可以通過改變機械間隙來調節電容值，為頻率閤成器、阻抗匹配網絡等應用提供瞭一種全新的解決方案，其精度和綫性度往往優於傳統的變容管。MEMS濾波器能夠利用機械諧振的原理，實現高Q值、低損耗的濾波特性，尤其是在高頻段，其性能優勢尤為突齣。 更進一步，MEMS技術能夠為RF電路提供高度集成的、高性能的被動元件。在傳統的RF集成電路（RFIC）中，電感、電容等被動元件的性能往往受限於製造工藝和襯底損耗，其Q值和寄生參數難以達到理想水平。而通過MEMS技術製造的微型電感器和電容器，可以實現更高的Q值、更低的損耗，甚至可以在遠離襯底的空氣中進行懸浮式設計，從而最大限度地減少襯底的影響。這種“脫離”襯底的設計理念，是MEMS在RF領域最顯著的優勢之一。 這種融閤的潛力是巨大的。想象一下，在一個微小的芯片上，不僅集成瞭復雜的RF信號處理電路，還集成瞭一係列由MEMS技術製造的高性能開關、濾波器和調諧元件。這樣的係統將能夠實現前所未有的集成度、可重構性和性能。例如，在下一代移動通信係統中，需要支持極其廣泛的頻段和通信模式。傳統的RF前端為瞭應對如此復雜的信號環境，需要大量的濾波器和開關進行切換，這不僅增加瞭芯片的尺寸和功耗，也限製瞭信號處理的靈活性。而采用MEMS技術的RF前端，則可以通過動態地配置MEMS開關和濾波器，實現對不同頻段的無縫切換和最優化的信號傳輸，從而極大地提升通信係統的效率和性能。 再比如，在雷達係統中，對信號的精準控製和快速響應至關重要。MEMS技術的引入，使得構建更高頻率、更寬帶寬、更低噪聲的相控陣雷達成為可能。MEMS掃描天綫能夠實現更快的掃描速度和更寬的掃描角度，MEMS移相器可以提供更高的精度和更低的損耗，MEMS濾波器則能實現對雜散信號的有效抑製。這些進步將有力推動雷達技術的升級換代，使其在自動駕駛、目標跟蹤、環境監測等領域發揮更大的作用。 除瞭高性能RF器件的實現，MEMS技術還為RF係統提供瞭全新的功能。例如，MEMS振動傳感器可以用於檢測和補償RF器件中的機械振動，從而提高信號的穩定性。MEMS陀螺儀和加速度計可以與RF係統集成，為慣性導航和姿態控製提供支持。而MEMS驅動的微型光學器件，如微反射鏡，則可以與RF係統結閤，實現光電混閤通信。 從設計的角度來看，MEMS-RF器件的結閤也帶來瞭新的挑戰和機遇。傳統的RF電路設計主要關注電磁場的行為，而MEMS器件的設計則需要同時考慮力學、熱學、流體力學等多種物理場的耦閤。因此，對多物理場仿真和建模工具的需求變得更加迫切。設計人員需要掌握全新的設計理念和仿真方法，纔能有效地設計齣兼具優異RF性能和可靠機械特性的MEMS-RF器件。 在製備工藝方麵，MEMS-RF器件的製造往往需要結閤微電子和微機械的工藝技術。這包括瞭薄膜沉積、光刻、刻蝕、鍵閤等一係列精密的製造步驟。如何在高精度地實現微小的機械結構的同時，保證RF器件的電氣性能，是MEMS-RF製造過程中的關鍵。特彆是對於高頻段的MEMS-RF器件，導電層的厚度、錶麵的平整度、絕緣層的質量等都會對其性能産生顯著影響。因此，對先進的錶麵處理技術、高質量的材料和精密的加工設備提齣瞭更高的要求。 MEMS-RF技術的發展，也離不開對基礎理論的深入研究。例如，對微納尺度下電磁波與物質相互作用的理解，對微機械結構的諧振特性和阻尼機製的研究，以及對MEMS器件在RF環境下的可靠性和壽命的評估，都是推動技術進步的關鍵。這些基礎研究成果，將為新一代MEMS-RF器件的設計和製造提供堅實的理論支撐。 總而言之，微波、射頻技術與MEMS的融閤，是電子信息領域一次深刻的技術革命。它不僅能夠突破現有RF器件的性能瓶頸，實現更高集成度、更優性能的RF係統，更能夠為我們帶來全新的功能和應用。從下一代無綫通信到先進的雷達係統，從高精度傳感器到智能化的電子設備，MEMS-RF技術的潛力正在不斷釋放，它將引領我們走嚮一個更加互聯、更加智能的未來。這場發生在納米尺度下的精密工程之旅，充滿瞭無限的可能，等待著更多的探索者去發掘。

評分☆☆☆☆☆

我是一名對電子信息技術前沿應用充滿熱情的學生，一直渴望能更深入地瞭解那些能夠改變我們生活方式的技術。這本書的齣現，就像為我打開瞭一扇通往微電子世界的大門。它以一種非常易於理解的方式，將“射頻微機電係統”這個看似高深莫測的領域呈現在我麵前。書中的第一章，對於MEMS的曆史和發展趨勢的介紹，讓我對這個技術領域産生瞭濃厚的興趣。作者們用通俗易懂的語言，講解瞭MEMS是如何從實驗室走嚮實際應用的，以及它在通信、醫療、汽車等多個領域的巨大潛力。我尤其喜歡書中關於MEMS在無綫通信中的應用的案例，例如MEMS開關、MEMS濾波器等，它們是如何讓我們的手機信號更穩定，通信速度更快。這些具體的應用讓我覺得MEMS技術離我們並不遙遠，而是實實在在地影響著我們的日常生活。書中還對MEMS器件的設計原則和方法進行瞭詳細的介紹，通過大量的圖示和案例，我能夠清晰地理解一個MEMS器件是如何從概念轉化為實際産品的。這種理論與實踐相結閤的講解方式，對於初學者來說非常有益，能夠幫助我們建立起完整的知識體係，並激發我們對相關領域進一步學習的興趣。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對新材料和新工藝充滿好奇的科研工作者，我一直關注著微納技術在各個領域的應用。這本書雖然書名聚焦於射頻MEMS，但其內容深度和廣度遠遠超齣瞭我的預期。它不僅僅是關於射頻領域的應用，更是對MEMS技術本身的一次全麵梳理。第一部分對MEMS器件的材料特性進行瞭深入的探討，包括矽、氮化矽、石英等在射頻微機械係統中的優勢與局限性，以及各種新型材料的齣現如何推動MEMS技術的發展。作者們對不同材料在電磁場、力學性能、以及集成兼容性方麵的權衡分析，為我們在選擇和開發新材料時提供瞭寶貴的參考。隨後，書中詳細介紹瞭MEMS器件的製備工藝，從傳統的微加工技術，如光刻、刻蝕，到先進的3D微納加工技術，都進行瞭細緻的闡述。尤其令我驚嘆的是，書中對一些高難度製備工藝的細節描述，例如深矽刻蝕中的側壁保護技術，以及如何實現高精度、高良率的器件製造。這對於我們研究人員來說，是理解器件性能的關鍵，也是優化工藝流程的重要依據。書中的大量製備實例，結閤瞭原理和實踐，使得我們可以從理論上理解，並從實踐上學習。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔大氣，封麵上“射頻微機電係統”幾個字醒目而專業，張海霞、繆旻、方東明這幾位作者的名字也預示著其內容的權威性。我是一名射頻工程師，在工作中經常會接觸到MEMS器件，但對於其底層理論和設計原理的理解一直不夠深入。這次拿到這本書，著實讓我眼前一亮。開篇部分深入淺齣地介紹瞭MEMS技術的發展曆程和基本原理，從微觀世界如何實現宏觀的功能，例如微小的傳感器如何感知外界的微弱信號，微小的執行器如何産生強大的機械力，都進行瞭詳盡的闡述。尤其讓我印象深刻的是，書中對於微機械結構在射頻電路中的耦閤效應的分析，這部分內容對於理解MEMS器件的性能極限以及如何進行優化設計至關重要。作者們用大量的公式和圖錶來輔助說明，雖然有些理論推導相當復雜，但結閤具體的實例，使得原本抽象的概念變得生動易懂。我尤其喜歡其中關於不同類型MEMS諧振器（如體聲波諧振器、錶麵聲波諧振器）的比較分析，這有助於我根據具體的應用場景選擇最閤適的器件類型，並在後續的設計中規避潛在的風險。整本書的編排邏輯清晰，從基礎理論到具體設計，再到製備工藝，層層遞進，非常適閤我這樣希望係統性地學習MEMS知識的讀者。

評分☆☆☆☆☆

我是一名從事傳感器技術研發的科研人員，一直關注著MEMS技術在各個領域的拓展。這本書的齣版，為我們提供瞭一個非常全麵的射頻MEMS技術視角。書中對MEMS器件的設計理念和優化策略的闡述，給予瞭我很多啓發。作者們不僅介紹瞭各種經典的設計方法，還探討瞭如何利用先進的仿真工具來加速設計過程，並優化器件的性能。書中關於MEMS驅動和傳感機製的分析，尤其是對不同激勵方式和響應模式的詳細介紹，讓我對MEMS器件的工作原理有瞭更深刻的認識。我非常欣賞書中對MEMS器件可靠性和壽命的討論，這部分內容對於理解MEMS器件的實際應用限製以及如何提高其魯棒性具有重要的指導意義。此外，書中還對MEMS在信號處理、射頻功率放大等領域的應用前景進行瞭展望，這為我們未來的研究方嚮提供瞭新的思路。總的來說，這本書的深度和廣度都非常齣色，它不僅適閤作為一本技術參考書，更可以作為一本激發創新靈感的寶典。

評分☆☆☆☆☆

作為一名長期從事射頻集成電路設計的工程師，我一直在尋找能夠填補理論與實踐之間空白的書籍，尤其是對於MEMS器件在射頻係統中的集成設計，這方麵的資料相對較少。這本書的齣現，無疑是雪中送炭。它係統地闡述瞭MEMS器件在射頻係統中的關鍵作用，以及如何進行有效的集成。書中詳細介紹瞭MEMS諧振器、MEMS濾波器、MEMS開關等在射頻前端模塊中的應用，並對其性能指標進行瞭深入分析。尤其令我印象深刻的是，書中對MEMS器件與CMOS工藝的兼容性問題進行瞭詳細的探討，這對於我們進行係統級的設計至關重要。如何將MEMS器件的獨特優勢與CMOS的成熟工藝相結閤，從而實現更小型化、高性能的射頻模塊，是當前業界麵臨的挑戰。作者們通過大量的案例分析，展示瞭如何在實際設計中解決這些兼容性問題，以及如何優化器件布局和互連，以最大程度地發揮MEMS器件的性能。書中的部分章節還涉及瞭射頻MEMS的封裝技術，這對於保證器件的可靠性和長期穩定性至關重要。