研究電子信息領(lǐng)域中微機(jī)電系統(tǒng)的應(yīng)用

摘要：在當(dāng)今信息技術(shù)時(shí)代當(dāng)中，微電子技術(shù)成為了基礎(chǔ)和核心。隨著微電子技術(shù)從原本的二維加工逐步變成三維加工，微電子技術(shù)顯著影響到信息技術(shù)乃至人們的生活。微機(jī)電系統(tǒng)也就是微電子機(jī)械系統(tǒng)，成為了電子和精密機(jī)械加工技術(shù)良好結(jié)合的事物，成為了多學(xué)科互融的全新范疇。在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，電子通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)身為基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)具備了十分重要的位置，微機(jī)電系統(tǒng)體現(xiàn)出的高科技含量成為了電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的主要代表，微機(jī)電系統(tǒng)的發(fā)展能力則會(huì)體現(xiàn)出我國(guó)總體電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展能力。

關(guān)鍵詞：電子信息；微機(jī)電；系統(tǒng)；技術(shù)

微機(jī)電系統(tǒng)身為全新的科學(xué)技術(shù)，通過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展乃至對(duì)當(dāng)前高科技含量技術(shù)的運(yùn)用，持續(xù)研發(fā)并打造出集成元件，顯著提高了運(yùn)用微機(jī)電系統(tǒng)領(lǐng)域的效率與功能，從而將微機(jī)電擁有的價(jià)值展現(xiàn)出來(lái)。微機(jī)電系統(tǒng)在持續(xù)發(fā)展和應(yīng)用當(dāng)中，顯著改變了科技和人們的生活。尤其對(duì)于目前電子與制造業(yè)的長(zhǎng)期創(chuàng)業(yè)發(fā)展當(dāng)中，令微機(jī)電大多運(yùn)用于諸多范疇內(nèi)，而其所具備的低成本、高性能等特點(diǎn)也被人們所重視，以此令其被應(yīng)用于電子信息領(lǐng)域中。

一、微機(jī)電系統(tǒng)的概述

（一）微機(jī)電系統(tǒng)的概念

在20世紀(jì)60年代，微型硅壓力傳感器通過(guò)加利福尼亞與貝爾實(shí)驗(yàn)室研發(fā)得出。20世紀(jì)70年代又將微型繼電器乃至硅片色譜儀等設(shè)備研發(fā)出來(lái)。在20世紀(jì)70、80年代，科學(xué)工作者通過(guò)微機(jī)械技術(shù)，打造出更多具備微小尺寸的機(jī)械零部件。到了1989年，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)將微電子技術(shù)應(yīng)用在電機(jī)系統(tǒng)中的概念提出來(lái)，從而，微機(jī)電系統(tǒng)變成了研發(fā)的重點(diǎn)。微機(jī)電系統(tǒng)的目標(biāo)則為分析具備智能化的微系統(tǒng)，微機(jī)電系統(tǒng)應(yīng)用在電子通信范疇中的技術(shù)主要是光學(xué)微機(jī)電系統(tǒng)[1]。

（二）微機(jī)電系統(tǒng)的特點(diǎn)

上世紀(jì)八十年代，微機(jī)電技術(shù)在諸多技術(shù)乃至設(shè)備技術(shù)的幫助下快速成長(zhǎng)。微機(jī)電系統(tǒng)已經(jīng)變成微電子技術(shù)發(fā)展后的一個(gè)新動(dòng)力，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)乃至軍事力量方面極為有利。而其具備的特點(diǎn)則包含以下方面：首先，規(guī)格微小，可以將其運(yùn)用于大量間斷設(shè)施中，其次，重量輕，因?yàn)殛P(guān)鍵制造材料是單質(zhì)硅，重量較輕，不會(huì)對(duì)安裝設(shè)施形成負(fù)擔(dān)。再次，耗能低、價(jià)格低，此系統(tǒng)所需的能耗較低，僅需極少的能源供應(yīng)則能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。最后，穩(wěn)定性佳，因?yàn)槠渲圃斓年P(guān)鍵材料為單質(zhì)硅，所以，具備了良好的散熱性乃至抗性。

二、微機(jī)電系統(tǒng)在電子信息領(lǐng)域中的應(yīng)用

（一）MEMS天線

對(duì)于電子信息領(lǐng)域而言，微型天線具有顯著的意義，能夠應(yīng)用在GPS全球定位、藍(lán)牙傳輸、WLAN局域網(wǎng)當(dāng)中的通訊領(lǐng)域。當(dāng)前，源于微機(jī)械的加工方式已經(jīng)運(yùn)用于微型平面與三維天線當(dāng)中，不止顯著縮小了天線的規(guī)格，還顯著提高了天線的效率。依照目前實(shí)際狀況來(lái)講，MEMS天線的發(fā)展方向?yàn)橐韵聝煞N：首先，簡(jiǎn)化相控陣天線運(yùn)用MEMS開(kāi)關(guān)。其次，變波束天線，這一天線運(yùn)用了MEMS開(kāi)關(guān)，依照實(shí)際所需改變天線的波束與頻率，能夠在相同天線構(gòu)造方面完成多種功能。當(dāng)前，在微機(jī)電系統(tǒng)中，已經(jīng)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(fā)機(jī)

收發(fā)機(jī)在無(wú)線通訊當(dāng)中十分重要，主要是通過(guò)數(shù)字電路、功率放大器、鎖相環(huán)乃至低噪放大器等形成。透過(guò)相應(yīng)組件、電路以及MEMS器件完成微波收發(fā)器的集成收發(fā)，而且對(duì)功放輸出完成高品質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)匹配。透過(guò)微機(jī)電系統(tǒng)形成的相應(yīng)組建，能夠良好構(gòu)成完善的系統(tǒng)，不但能夠轉(zhuǎn)變微波收發(fā)機(jī)的相應(yīng)功能以及系統(tǒng)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(wǎng)絡(luò)

光纖通信網(wǎng)絡(luò)由傳統(tǒng)角度而言，其信息數(shù)據(jù)在傳輸模式方面則為光、電、光，透過(guò)交叉節(jié)點(diǎn)與改變開(kāi)關(guān)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(wǎng)的價(jià)值，成為通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展當(dāng)中的阻礙。透過(guò)微機(jī)電系統(tǒng)形成微鏡陣列，能夠由一束光纖內(nèi)把光譜內(nèi)容直接傳輸至另一束光纖中。假如在透過(guò)微機(jī)電系統(tǒng)相應(yīng)輔助器件，乃至能夠完成終端帶終端相互間的全光網(wǎng)狀況，例如損耗補(bǔ)償器件、可變光衰減器以及可調(diào)濾波器等。

并且，微機(jī)電系統(tǒng)還能夠用在光通信傳輸當(dāng)中，例如可調(diào)激光器，這一激光器透過(guò)一個(gè)微機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備對(duì)共振腔給予掌控，僅需調(diào)控共振腔的長(zhǎng)度，則能夠具有調(diào)節(jié)光波長(zhǎng)的效果。垂直共振腔面型激光器VCSFL成為全球首個(gè)可調(diào)激光器，透過(guò)與微機(jī)電系統(tǒng)給予融合，能夠在光纖內(nèi)完成OC192乃至OC48的通信傳輸標(biāo)準(zhǔn)。源于MEMS的可調(diào)激光器能夠令光纖網(wǎng)絡(luò)更為具備彈性，可以依照實(shí)際所需給予伸縮。

（四）微機(jī)電系統(tǒng)在電子信息硬件的應(yīng)用

電容器大量使用在射頻電路當(dāng)中，透過(guò)微機(jī)電技術(shù)能夠降低阻抗串聯(lián)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(wǎng)絡(luò)、調(diào)諧電路與低噪放大器的重要性對(duì)元件給予影響，透過(guò)微機(jī)電系統(tǒng)對(duì)電路中的功耗、增益等性能參數(shù)給予改良，能夠顯著降低寄生效應(yīng)，加強(qiáng)電感性能。

MEMS開(kāi)關(guān)則用作收發(fā)、傳送信號(hào)的切換器，與傳統(tǒng)半導(dǎo)體元件對(duì)比，MEMS開(kāi)關(guān)的隔離度較高、高頻性良好、規(guī)格與功耗較低。MEMS開(kāi)關(guān)在RF電路、機(jī)械構(gòu)造乃至傳導(dǎo)器件中均能夠展現(xiàn)出良好的效果，能夠顯著提高電子通訊的能力。通過(guò)微機(jī)電系統(tǒng)形成的傳輸線，能夠加強(qiáng)傳輸線的抗性，保障通訊信息數(shù)據(jù)在傳輸當(dāng)中的穩(wěn)定迅速。

移位器成為通信系統(tǒng)中的重要方面，傳統(tǒng)移位器的靈敏度、規(guī)格、抗性乃性能均具有不足之處。可是源于微機(jī)電系統(tǒng)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(guò)MEMS技術(shù)研發(fā)的腔體諧振器，其具備的優(yōu)勢(shì)能夠令其具有良好的使用前景[2]。

三、結(jié)語(yǔ)

對(duì)于我國(guó)的科技領(lǐng)域而言，需要融合自身的特征，跟隨國(guó)際微機(jī)電系統(tǒng)的發(fā)展步伐，打造出具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，創(chuàng)建符合國(guó)情的微機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化基地，以此保障微機(jī)電系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]王煙青，袁仕繼，張英杰，等.北斗系統(tǒng)在遠(yuǎn)距離通信保障任務(wù)中的應(yīng)用[J].四川兵工學(xué)報(bào).2013（12）：89.

作者簡(jiǎn)介：袁英秋（1987），女，漢族，江蘇常熟人，助理講師，工學(xué)學(xué)士，主要研究方向：電子信息工程。