[发明专利]面内拉伸模态射频微机电谐振器

说明书

本公开提供了一种面内拉伸模态射频微机电谐振器，包括：谐振单元，工作于面内拉伸模态下；定义谐振单元由在面内拉伸模态下的谐振振动而产生位移量变化的边缘位置为振动部；支撑单元，包括支撑梁和基座；支撑梁包括形成复合结构的直梁和框型梁；支撑梁用于支撑谐振单元；基座与支撑梁相连，用于维持谐振单元的悬空；电极，设置于谐振单元的振动部处，用于驱动和检测谐振单元进行谐振振动的换能结构。本发明提供的面内拉伸模态射频微机电谐振器基于面内拉伸模态，热弹性损耗和介质损耗低；支撑梁为复合结构，减小了谐振器的支撑损耗，进一步提高Q值，可用于构建多种高性能射频器件。

技术领域

本公开涉及射频微机电系统(RF-MEMS，Radio Frequency-Micro-Electro-Mechanical System)领域，尤其涉及一种面内拉伸模态射频微机电谐振器。

背景技术

无线通信系统有高频率、多模式、小型化、集成化、低功耗的发展趋势。传统的谐振器无法完全满足未来无线通讯系统在频率、Q值、体积、功耗方面的要求。MEMS谐振器件具有高Q值、低功耗、小尺寸、可集成、低成本等优势，是未来无线通信系统的理想选择之一，拥有广阔的应用前景。

品质因子(Q值)是MEMS谐振器重要的性能指标。高Q值谐振器具有更高的精度和频率稳定性，易于实现高性能的振荡器。高Q值谐振器组成的滤波器具有插入损耗低、带外抑制比高、陡峭度大的出色窄带滤波性能，可降低系统对后端放大器的增益要求，能够在无线通信技术信号通路增加、频谱间隔变窄的趋势下实现有效的通带选择。

在实现本公开构思的过程中，发明人发现相关技术中至少存在如下问题：现有技术中的谐振器的Q值难以满足实际需求，影响其应用。

发明内容

有鉴于此，本公开的主要目的在于提供了一种面内拉伸模态射频微机电谐振器，以期至少部分地解决上述提及的技术问题之一。

本公开提供了一种面内拉伸模态射频微机电谐振器，其特征在于，包括：

谐振单元，工作于面内拉伸模态下；其中，定义上述谐振单元由在上述面内拉伸模态下的谐振振动而产生位移量变化的边缘位置为振动部；

支撑单元，包括支撑梁和基座；其中，上述支撑梁包括形成复合结构的直梁和框型梁；其中，上述支撑梁用于支撑上述谐振单元；其中，上述基座与上述支撑梁相连，用于维持上述谐振单元的悬空；

电极，设置于上述谐振单元的振动部处，用于驱动和检测上述谐振单元进行谐振振动的换能结构。

根据本公开的实施例，上述谐振单元包括多个；

上述面内拉伸模态射频微机电谐振器还包括：

耦合梁，用于耦合相邻两个上述谐振单元；其中，上述耦合梁连接于上述谐振单元的振动部上。

根据本公开的实施例，上述耦合梁与上述谐振单元呈线性排布，形成一维拓扑结构；其中，上述直梁的一端连接于上述谐振单元上；上述直梁的另一端与上述框型梁相连；上述框型梁与上述基座相连。

根据本公开的实施例，上述耦合梁与上述谐振单元呈非线性排布，形成二维拓扑结构；其中，上述直梁的一端连接于上述耦合梁上；上述直梁的另一端与上述框型梁相连；上述框型梁与上述基座相连。

根据本公开的实施例，上述耦合梁连接于上述谐振单元的振动部的中心位置上。

根据本公开的实施例，上述谐振单元为轴对称结构；其中，上述谐振单元的面内形状包括圆形、椭圆形、圆角化的偶数多边形中的至少一种。