研究電子信息領域中微機電系統的應用

摘要：在當今信息技術時代當中，微電子技術成為了基礎和核心。隨著微電子技術從原本的二維加工逐步變成三維加工，微電子技術顯著影響到信息技術乃至人們的生活。微機電系統也就是微電子機械系統，成為了電子和精密機械加工技術良好結合的事物，成為了多學科互融的全新范疇。在全球經濟發展中，電子通信技術產業身為基礎性產業具備了十分重要的位置，微機電系統體現出的高科技含量成為了電子信息技術產業的主要代表，微機電系統的發展能力則會體現出我國總體電子信息產業的發展能力。

關鍵詞：電子信息；微機電；系統；技術

微機電系統身為全新的科學技術，通過長期發展乃至對當前高科技含量技術的運用，持續研發并打造出集成元件，顯著提高了運用微機電系統領域的效率與功能，從而將微機電擁有的價值展現出來。微機電系統在持續發展和應用當中，顯著改變了科技和人們的生活。尤其對于目前電子與制造業的長期創業發展當中，令微機電大多運用于諸多范疇內，而其所具備的低成本、高性能等特點也被人們所重視，以此令其被應用于電子信息領域中。

一、微機電系統的概述

（一）微機電系統的概念

在20世紀60年代，微型硅壓力傳感器通過加利福尼亞與貝爾實驗室研發得出。20世紀70年代又將微型繼電器乃至硅片色譜儀等設備研發出來。在20世紀70、80年代，科學工作者通過微機械技術，打造出更多具備微小尺寸的機械零部件。到了1989年，美國國家科學基金會將微電子技術應用在電機系統中的概念提出來，從而，微機電系統變成了研發的重點。微機電系統的目標則為分析具備智能化的微系統，微機電系統應用在電子通信范疇中的技術主要是光學微機電系統[1]。

（二）微機電系統的特點

上世紀八十年代，微機電技術在諸多技術乃至設備技術的幫助下快速成長。微機電系統已經變成微電子技術發展后的一個新動力，對國民經濟乃至軍事力量方面極為有利。而其具備的特點則包含以下方面：首先，規格微小，可以將其運用于大量間斷設施中，其次，重量輕，因為關鍵制造材料是單質硅，重量較輕，不會對安裝設施形成負擔。再次，耗能低、價格低，此系統所需的能耗較低，僅需極少的能源供應則能夠長期穩定運轉。最后，穩定性佳，因為其制造的關鍵材料為單質硅，所以，具備了良好的散熱性乃至抗性。

二、微機電系統在電子信息領域中的應用

（一）MEMS天線

對于電子信息領域而言，微型天線具有顯著的意義，能夠應用在GPS全球定位、藍牙傳輸、WLAN局域網當中的通訊領域。當前，源于微機械的加工方式已經運用于微型平面與三維天線當中，不止顯著縮小了天線的規格，還顯著提高了天線的效率。依照目前實際狀況來講，MEMS天線的發展方向為以下兩種：首先，簡化相控陣天線運用MEMS開關。其次，變波束天線，這一天線運用了MEMS開關，依照實際所需改變天線的波束與頻率，能夠在相同天線構造方面完成多種功能。當前，在微機電系統中，已經有效研制出MEMS集成有源天線、毫米波雙頻天線乃至微帶天線等微型MEMS類的天線。

（二）微波收發機

收發機在無線通訊當中十分重要，主要是通過數字電路、功率放大器、鎖相環乃至低噪放大器等形成。透過相應組件、電路以及MEMS器件完成微波收發器的集成收發，而且對功放輸出完成高品質的網絡匹配。透過微機電系統形成的相應組建，能夠良好構成完善的系統，不但能夠轉變微波收發機的相應功能以及系統兼容性，還能夠顯著完成集成高密度與低成本。

（三）光纖通信網絡

光纖通信網絡由傳統角度而言，其信息數據在傳輸模式方面則為光、電、光，透過交叉節點與改變開關完成光纖通信。可是，這一傳輸方式在某種程度中束縛了寬帶網的價值，成為通信網絡發展當中的阻礙。透過微機電系統形成微鏡陣列，能夠由一束光纖內把光譜內容直接傳輸至另一束光纖中。假如在透過微機電系統相應輔助器件，乃至能夠完成終端帶終端相互間的全光網狀況，例如損耗補償器件、可變光衰減器以及可調濾波器等。

并且，微機電系統還能夠用在光通信傳輸當中，例如可調激光器，這一激光器透過一個微機電系統設備對共振腔給予掌控，僅需調控共振腔的長度，則能夠具有調節光波長的效果。垂直共振腔面型激光器VCSFL成為全球首個可調激光器，透過與微機電系統給予融合，能夠在光纖內完成OC192乃至OC48的通信傳輸標準。源于MEMS的可調激光器能夠令光纖網絡更為具備彈性，可以依照實際所需給予伸縮。

（四）微機電系統在電子信息硬件的應用

電容器大量使用在射頻電路當中，透過微機電技術能夠降低阻抗串聯形成的影響，完成Q值提高以及插入損耗降低。電感器成為VCO性能、阻抗匹配網絡、調諧電路與低噪放大器的重要性對元件給予影響，透過微機電系統對電路中的功耗、增益等性能參數給予改良，能夠顯著降低寄生效應，加強電感性能。

MEMS開關則用作收發、傳送信號的切換器，與傳統半導體元件對比，MEMS開關的隔離度較高、高頻性良好、規格與功耗較低。MEMS開關在RF電路、機械構造乃至傳導器件中均能夠展現出良好的效果，能夠顯著提高電子通訊的能力。通過微機電系統形成的傳輸線，能夠加強傳輸線的抗性，保障通訊信息數據在傳輸當中的穩定迅速。

移位器成為通信系統中的重要方面，傳統移位器的靈敏度、規格、抗性乃性能均具有不足之處。可是源于微機電系統的移位器，不止頻帶寬、損耗低，并且能夠與MMIC電路給予集成，能夠顯著提高基本性能。透過MEMS技術研發的腔體諧振器，其具備的優勢能夠令其具有良好的使用前景[2]。

三、結語

對于我國的科技領域而言，需要融合自身的特征，跟隨國際微機電系統的發展步伐，打造出具備自主知識產權的技術，創建符合國情的微機電系統產業化基地，以此保障微機電系統的可持續發展。

參考文獻：

[1]嵇紹宏.電子通訊技術的多領域應用解讀[J].電子技術與軟件工程，2013（19）：213214.

[2]王煙青，袁仕繼，張英杰，等.北斗系統在遠距離通信保障任務中的應用[J].四川兵工學報.2013（12）：89.

作者簡介：袁英秋（1987），女，漢族，江蘇常熟人，助理講師，工學學士，主要研究方向：電子信息工程。