射频微机电系统的理论、设计、制备及应用 张海霞,缪旻,方东明 9787030389961 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张海霞，缪旻，方东明 著

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• 射频微机电系统
• MEMS
• 射频电路
• 微电子
• 传感器
• 微型化
• 理论设计
• 制备技术
• 应用
• 电子工程

店铺： 书逸天下图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030389961

商品编码：29299659546

出版时间：2013-12-01

基本信息

书名：射频微机电系统的理论、设计、制备及应用

定价：135.00元

作者：张海霞,缪旻,方东明

出版社：科学出版社

出版日期：2013-12-01

ISBN：9787030389961

字数：524000

页码：

版次：1

装帧：

开本：

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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射频微机电系统技术是微机电系统的重要组成部分，本书主要从理论、设计、加工、封装和应用等方面介绍射频微机电系统器件与系统，结合作者及其团队近年来在相关领域的研究成果，详细分析和阐述传输线、天线、可调电感、可变电容、开关、滤波器、移相器等核心器件的基本原理、主要类型、设计方法、加工技术、性能测试和典型应用等，为读者勾勒出射频微机电系统技术较为全面的技术基础、研究现状和发展趋势。
本书可作为微米纳米技术领域高年级本科生、研究生和教师的参考用书，并可供相关的科技人员参考。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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纳米尺度下的精密工程：微波、射频与MEMS的融合之旅 在瞬息万变的电子信息时代，对更高性能、更小尺寸、更低功耗的器件需求从未停止。从无线通信的飞速发展到卫星导航的广泛应用，再到先进的医疗诊断设备，都离不开对电磁波的精准操控。而这一领域的未来，正悄然在纳米尺度下的精密工程中悄然孕育，其中，微波、射频（RF）技术与微机电系统（MEMS）的深度融合，正以前所未有的力量，驱动着技术的革新与突破。 微波和射频技术，作为现代通信、雷达、电子战等领域的核心，其发展历程已颇为辉煌。从最初的真空电子管，到固态器件的崛起，再到集成电路的成熟，RF领域不断追求更高的频率、更宽的带宽、更低的噪声和更优的效率。然而，随着器件尺寸的不断缩小和工作频率的不断提升，传统的微电子制造工艺在某些方面遇到了瓶颈。例如，在毫米波甚至太赫兹频段，导线损耗、寄生效应等问题变得愈发严峻，这极大地限制了器件性能的进一步提升。 与此同时，微机电系统（MEMS）技术的出现，为解决这些难题提供了全新的视角。MEMS，顾名思义，是微型化的机械电子系统，它将微小的机械结构、传感器、执行器与电子电路集成在同一块芯片上。MEMS技术以其小巧、轻便、低功耗、高集成度以及可批量生产等优势，在传感器、执行器、微流控芯片等领域取得了巨大成功。然而，MEMS技术在RF领域的应用，却为我们打开了另一扇通往高性能RF器件的大门。 MEMS技术与RF技术的结合，并非简单的叠加，而是一种深刻的协同与创新。MEMS器件，如微型开关、可变电容器、滤波器、谐振器等，能够以机械的方式实现传统电子器件难以达到的性能。例如，MEMS开关可以在RF信号路径中实现极低的插入损耗和极高的隔离度，这对于构建高效的RF前端至关重要。MEMS可变电容器则可以通过改变机械间隙来调节电容值，为频率合成器、阻抗匹配网络等应用提供了一种全新的解决方案，其精度和线性度往往优于传统的变容管。MEMS滤波器能够利用机械谐振的原理，实现高Q值、低损耗的滤波特性，尤其是在高频段，其性能优势尤为突出。 更进一步，MEMS技术能够为RF电路提供高度集成的、高性能的被动元件。在传统的RF集成电路（RFIC）中，电感、电容等被动元件的性能往往受限于制造工艺和衬底损耗，其Q值和寄生参数难以达到理想水平。而通过MEMS技术制造的微型电感器和电容器，可以实现更高的Q值、更低的损耗，甚至可以在远离衬底的空气中进行悬浮式设计，从而最大限度地减少衬底的影响。这种“脱离”衬底的设计理念，是MEMS在RF领域最显著的优势之一。 这种融合的潜力是巨大的。想象一下，在一个微小的芯片上，不仅集成了复杂的RF信号处理电路，还集成了一系列由MEMS技术制造的高性能开关、滤波器和调谐元件。这样的系统将能够实现前所未有的集成度、可重构性和性能。例如，在下一代移动通信系统中，需要支持极其广泛的频段和通信模式。传统的RF前端为了应对如此复杂的信号环境，需要大量的滤波器和开关进行切换，这不仅增加了芯片的尺寸和功耗，也限制了信号处理的灵活性。而采用MEMS技术的RF前端，则可以通过动态地配置MEMS开关和滤波器，实现对不同频段的无缝切换和最优化的信号传输，从而极大地提升通信系统的效率和性能。 再比如，在雷达系统中，对信号的精准控制和快速响应至关重要。MEMS技术的引入，使得构建更高频率、更宽带宽、更低噪声的相控阵雷达成为可能。MEMS扫描天线能够实现更快的扫描速度和更宽的扫描角度，MEMS移相器可以提供更高的精度和更低的损耗，MEMS滤波器则能实现对杂散信号的有效抑制。这些进步将有力推动雷达技术的升级换代，使其在自动驾驶、目标跟踪、环境监测等领域发挥更大的作用。 除了高性能RF器件的实现，MEMS技术还为RF系统提供了全新的功能。例如，MEMS振动传感器可以用于检测和补偿RF器件中的机械振动，从而提高信号的稳定性。MEMS陀螺仪和加速度计可以与RF系统集成，为惯性导航和姿态控制提供支持。而MEMS驱动的微型光学器件，如微反射镜，则可以与RF系统结合，实现光电混合通信。 从设计的角度来看，MEMS-RF器件的结合也带来了新的挑战和机遇。传统的RF电路设计主要关注电磁场的行为，而MEMS器件的设计则需要同时考虑力学、热学、流体力学等多种物理场的耦合。因此，对多物理场仿真和建模工具的需求变得更加迫切。设计人员需要掌握全新的设计理念和仿真方法，才能有效地设计出兼具优异RF性能和可靠机械特性的MEMS-RF器件。 在制备工艺方面，MEMS-RF器件的制造往往需要结合微电子和微机械的工艺技术。这包括了薄膜沉积、光刻、刻蚀、键合等一系列精密的制造步骤。如何在高精度地实现微小的机械结构的同时，保证RF器件的电气性能，是MEMS-RF制造过程中的关键。特别是对于高频段的MEMS-RF器件，导电层的厚度、表面的平整度、绝缘层的质量等都会对其性能产生显著影响。因此，对先进的表面处理技术、高质量的材料和精密的加工设备提出了更高的要求。 MEMS-RF技术的发展，也离不开对基础理论的深入研究。例如，对微纳尺度下电磁波与物质相互作用的理解，对微机械结构的谐振特性和阻尼机制的研究，以及对MEMS器件在RF环境下的可靠性和寿命的评估，都是推动技术进步的关键。这些基础研究成果，将为新一代MEMS-RF器件的设计和制造提供坚实的理论支撑。 总而言之，微波、射频技术与MEMS的融合，是电子信息领域一次深刻的技术革命。它不仅能够突破现有RF器件的性能瓶颈，实现更高集成度、更优性能的RF系统，更能够为我们带来全新的功能和应用。从下一代无线通信到先进的雷达系统，从高精度传感器到智能化的电子设备，MEMS-RF技术的潜力正在不断释放，它将引领我们走向一个更加互联、更加智能的未来。这场发生在纳米尺度下的精密工程之旅，充满了无限的可能，等待着更多的探索者去发掘。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对电子信息技术前沿应用充满热情的学生，一直渴望能更深入地了解那些能够改变我们生活方式的技术。这本书的出现，就像为我打开了一扇通往微电子世界的大门。它以一种非常易于理解的方式，将“射频微机电系统”这个看似高深莫测的领域呈现在我面前。书中的第一章，对于MEMS的历史和发展趋势的介绍，让我对这个技术领域产生了浓厚的兴趣。作者们用通俗易懂的语言，讲解了MEMS是如何从实验室走向实际应用的，以及它在通信、医疗、汽车等多个领域的巨大潜力。我尤其喜欢书中关于MEMS在无线通信中的应用的案例，例如MEMS开关、MEMS滤波器等，它们是如何让我们的手机信号更稳定，通信速度更快。这些具体的应用让我觉得MEMS技术离我们并不遥远，而是实实在在地影响着我们的日常生活。书中还对MEMS器件的设计原则和方法进行了详细的介绍，通过大量的图示和案例，我能够清晰地理解一个MEMS器件是如何从概念转化为实际产品的。这种理论与实践相结合的讲解方式，对于初学者来说非常有益，能够帮助我们建立起完整的知识体系，并激发我们对相关领域进一步学习的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

我是一名从事传感器技术研发的科研人员，一直关注着MEMS技术在各个领域的拓展。这本书的出版，为我们提供了一个非常全面的射频MEMS技术视角。书中对MEMS器件的设计理念和优化策略的阐述，给予了我很多启发。作者们不仅介绍了各种经典的设计方法，还探讨了如何利用先进的仿真工具来加速设计过程，并优化器件的性能。书中关于MEMS驱动和传感机制的分析，尤其是对不同激励方式和响应模式的详细介绍，让我对MEMS器件的工作原理有了更深刻的认识。我非常欣赏书中对MEMS器件可靠性和寿命的讨论，这部分内容对于理解MEMS器件的实际应用限制以及如何提高其鲁棒性具有重要的指导意义。此外，书中还对MEMS在信号处理、射频功率放大等领域的应用前景进行了展望，这为我们未来的研究方向提供了新的思路。总的来说，这本书的深度和广度都非常出色，它不仅适合作为一本技术参考书，更可以作为一本激发创新灵感的宝典。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对新材料和新工艺充满好奇的科研工作者，我一直关注着微纳技术在各个领域的应用。这本书虽然书名聚焦于射频MEMS，但其内容深度和广度远远超出了我的预期。它不仅仅是关于射频领域的应用，更是对MEMS技术本身的一次全面梳理。第一部分对MEMS器件的材料特性进行了深入的探讨，包括硅、氮化硅、石英等在射频微机械系统中的优势与局限性，以及各种新型材料的出现如何推动MEMS技术的发展。作者们对不同材料在电磁场、力学性能、以及集成兼容性方面的权衡分析，为我们在选择和开发新材料时提供了宝贵的参考。随后，书中详细介绍了MEMS器件的制备工艺，从传统的微加工技术，如光刻、刻蚀，到先进的3D微纳加工技术，都进行了细致的阐述。尤其令我惊叹的是，书中对一些高难度制备工艺的细节描述，例如深硅刻蚀中的侧壁保护技术，以及如何实现高精度、高良率的器件制造。这对于我们研究人员来说，是理解器件性能的关键，也是优化工艺流程的重要依据。书中的大量制备实例，结合了原理和实践，使得我们可以从理论上理解，并从实践上学习。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期从事射频集成电路设计的工程师，我一直在寻找能够填补理论与实践之间空白的书籍，尤其是对于MEMS器件在射频系统中的集成设计，这方面的资料相对较少。这本书的出现，无疑是雪中送炭。它系统地阐述了MEMS器件在射频系统中的关键作用，以及如何进行有效的集成。书中详细介绍了MEMS谐振器、MEMS滤波器、MEMS开关等在射频前端模块中的应用，并对其性能指标进行了深入分析。尤其令我印象深刻的是，书中对MEMS器件与CMOS工艺的兼容性问题进行了详细的探讨，这对于我们进行系统级的设计至关重要。如何将MEMS器件的独特优势与CMOS的成熟工艺相结合，从而实现更小型化、高性能的射频模块，是当前业界面临的挑战。作者们通过大量的案例分析，展示了如何在实际设计中解决这些兼容性问题，以及如何优化器件布局和互连，以最大程度地发挥MEMS器件的性能。书中的部分章节还涉及了射频MEMS的封装技术，这对于保证器件的可靠性和长期稳定性至关重要。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大气，封面上“射频微机电系统”几个字醒目而专业，张海霞、缪旻、方东明这几位作者的名字也预示着其内容的权威性。我是一名射频工程师，在工作中经常会接触到MEMS器件，但对于其底层理论和设计原理的理解一直不够深入。这次拿到这本书，着实让我眼前一亮。开篇部分深入浅出地介绍了MEMS技术的发展历程和基本原理，从微观世界如何实现宏观的功能，例如微小的传感器如何感知外界的微弱信号，微小的执行器如何产生强大的机械力，都进行了详尽的阐述。尤其让我印象深刻的是，书中对于微机械结构在射频电路中的耦合效应的分析，这部分内容对于理解MEMS器件的性能极限以及如何进行优化设计至关重要。作者们用大量的公式和图表来辅助说明，虽然有些理论推导相当复杂，但结合具体的实例，使得原本抽象的概念变得生动易懂。我尤其喜欢其中关于不同类型MEMS谐振器（如体声波谐振器、表面声波谐振器）的比较分析，这有助于我根据具体的应用场景选择最合适的器件类型，并在后续的设计中规避潜在的风险。整本书的编排逻辑清晰，从基础理论到具体设计，再到制备工艺，层层递进，非常适合我这样希望系统性地学习MEMS知识的读者。