MEMS器件端口特性参数提取方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种MEMS器件端口特性参数提取方法和装置，其方法包括：为MEMS器件的接地或者处于开路状态的N‑n个金属导体加上端口；分别在各个金属导体上施加预设幅度值的射频信号电压，每在一个金属导体上施加射频信号电压后，对其他金属导体路进行接地处理，获取N个金属导体上在各个频点的电流值进而确定N端口器件的导纳矩阵中对应当前施加射频信号电压的金属导体的一列数据；在获取到N端口器件的导纳矩阵的N列数据后，根据N端口器件的导纳矩阵获取n端口器件的导纳矩阵，其中，MEMS器件的端口特性参数包括n端口器件的导纳矩阵，如此，可以提高参数提取效率以及提取结果精确度。

Method and device for extracting port characteristic parameters of MEMS device

The invention relates to a method and device for extracting MEMS device port parameters, the method includes: N n metal conductor MEMS device or in the open state and port are respectively applied; preset RF signal voltage amplitude value in each metal conductor, applied voltage of each RF signal in a metal the conductor, the other metal conductor Road ground treatment, to obtain N metal conductor current at each frequency point to determine the value of a column of data corresponding to metal conductor admittance matrix N port device in the applied voltage and RF signal; in access to the admittance matrix N port device N column according to the admittance matrix, admittance matrix, N port device access n port device, port admittance matrix, the characteristic parameters of MEMS devices including N port device that can improve. Number extraction efficiency and accuracy of extraction results.

【技术实现步骤摘要】
MEMS器件端口特性参数提取方法和装置
本专利技术涉及微机电系统器件
，特别是涉及一种MEMS器件端口特性参数提取方法和装置。
技术介绍
微机电系统(MEMS，Micro-Electro-MechanicalSystem)技术把机械部件和半导体电子部件融为一体，设计出了具有不同功能的器件。这些器件的功能部件由导体、半导体、压电体或者介质等材料制作，突出的特点为灵敏度高、尺寸小，一般从几个毫米到几个微米。随着该技术工艺的不断发展和完善，MEMS器件的性能指标得到不断提升，使其在汽车电子、环境检测、智能终端、移动通信等领域得到了广泛的应用。MEMS器件设计中，仿真是必要的环节，它可以对器件的性能、结构等方面进行优化，实现产品优化设计的目的，为最后加工制作提供可靠依据。由于这种器件的工作环境是力、电、热等多种物理场同时存在，通过多种物理场的作用实现要求的功能，所以对它的仿真分析实为复杂的多物理场仿真计算，常用数值有限元法实施。应用数值有限元法计算时中要对分析的对象进行网格划分，一般产生几十万个节点，从而计算产生庞大的数据，导致数值计算结果不可避免地存在误差，影响计算结果的精确度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种MEMS器件端口特性参数提取方法和装置、一种计算机可读存储介质以及一种计算机设备，可以提高MEMS器件端口特性参数的提取效率并提高提取出的MEMS器件端口特性参数的精确度。第一方面，提供一种MEMS器件端口特性参数提取方法，所述MEMS器件包括N个金属导体，所述N个金属导体中的n个金属导体作为所述MEMS器件的端口，剩余的N-n个金属导体接地或者处于开路状态，其中，N和n均为整数，且n小于或者等于N，所述方法包括：为所述剩余的N-n个金属导体加上端口，以使所述MEMS器件由n端口器件转换成N端口器件；分别在所述N个金属导体中的各个金属导体上施加预设幅度值的射频信号电压，每在一个金属导体上施加所述射频信号电压后，将除当前施加所述射频信号电压的金属导体外的其他金属导体设置为接地，获取所述N个金属导体上在各个频点的电流值，根据所述预设幅度值和所述N个金属导体上在各个频点的电流值确定所述N端口器件的导纳矩阵中对应当前施加所述射频信号电压的金属导体的一列数据；在获取到所述N端口器件的导纳矩阵的N列数据后，根据所述N端口器件的导纳矩阵获取所述n端口器件的导纳矩阵，其中，所述MEMS器件的端口特性参数包括所述n端口器件的导纳矩阵。结合第一方面，在第一方面的一种可能实现方式中，上述的根据所述N端口器件的导纳矩阵获取所述n端口器件的导纳矩阵包括：根据所述N端口器件的导纳矩阵建立表征所述N端口器件的端口电流值、端口电压值间关系的矩阵方程；将所述矩阵方程中的对于所述剩余的N-n个金属导体中的接地的金属导体的端口电压值设为零，将所述矩阵方程中的对于所述剩余的N-n个金属导体中的处于开路状态的金属导体的端口电流值设为零；通过求解进行端口电压值、端口电流值设定后的矩阵方程的方式消去与所述剩余的N-n个金属导体有关的端口电流值、端口电压值，得到消去处理后的矩阵方程，根据所述消去处理后的矩阵方程获取所述n端口器件的导纳矩阵。结合第一方面或上述某些可能的实现方式，在第一方面的一种可能实现方式中，所建立的矩阵方程为：由所述N端口器件的端口电流值构成的矩阵等于所述N端口器件的导纳矩阵与由所述N端口器件的端口电压值构成的矩阵的乘积。结合第一方面或上述某些可能的实现方式，在第一方面的一种可能实现方式中，上述的MEMS器件端口特性参数提取方法还包括：根据所述n端口器件的导纳矩阵确定所述n端口器件的散射矩阵，其中，所述MEMS器件的端口特性参数还包括所述n端口器件的散射矩阵。第二方面，提供一种MEMS器件端口特性参数提取装置，所述MEMS器件包括N个金属导体，所述N个金属导体中的n个金属导体作为所述MEMS器件的端口，剩余的N-n个金属导体接地或者处于开路状态，其中，N和n均为整数，且n小于或者等于N，所述装置包括：端口添加单元，用于为所述剩余的N-n个金属导体加上端口，以使所述MEMS器件由n端口器件转换成N端口器件；处理单元，用于分别在所述N个金属导体中的各个金属导体上施加预设幅度值的射频信号电压，每在一个金属导体上施加所述射频信号电压后，将除当前施加所述射频信号电压的金属导体外的其他金属导体设置为接地，获取所述N个金属导体上在各个频点的电流值，根据所述预设幅度值和所述N个金属导体上在各个频点的电流值确定所述N端口器件的导纳矩阵中对应当前施加所述射频信号电压的金属导体的一列数据；参数提取单元，用于在所述处理单元获取到所述N端口器件的导纳矩阵的N列数据后，根据所述N端口器件的导纳矩阵获取所述n端口器件的导纳矩阵，其中，所述MEMS器件的端口特性参数包括所述n端口器件的导纳矩阵。结合第二方面，在第二方面的一种可能实现方式中，上述的参数提取单元包括：方程建立模块，用于根据所述N端口器件的导纳矩阵建立表征所述N端口器件的端口电流值、端口电压值间关系的矩阵方程；参数设定模块，用于将所述矩阵方程中的对于所述剩余的N-n个金属导体中的接地的金属导体的端口电压值设为零，将所述矩阵方程中的对于所述剩余的N-n个金属导体中的处于开路状态的金属导体的端口电流值设为零；矩阵获取模块，用于通过求解进行端口电压值、端口电流值设定后的矩阵方程的方式消去与所述剩余的N-n个金属导体有关的端口电流值、端口电压值，得到消去处理后的矩阵方程，根据所述消去处理后的矩阵方程获取所述n端口器件的导纳矩阵。结合第二方面或上述某些可能的实现方式，在第二方面的一种可能实现方式中，上述的矩阵方程为：由所述N端口器件的端口电流值构成的矩阵等于所述N端口器件的导纳矩阵与由所述N端口器件的端口电压值构成的矩阵的乘积。结合第二方面或上述某些可能的实现方式，在第二方面的一种可能实现方式中，上述的参数提取单元还用于根据所述n端口器件的导纳矩阵确定所述n端口器件的散射矩阵，其中，所述MEMS器件的端口特性参数还包括所述n端口器件的散射矩阵。第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述MEMS器件端口特性参数提取方法的步骤。第四方面，提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上所述MEMS器件端口特性参数提取方法的步骤。根据上述本专利技术的方案，其是为剩余的N-n个金属导体加上端口，以使MEMS器件由n端口器件转换成N端口器件，分别在N个金属导体中的各个金属导体上施加预设幅度值的射频信号电压，每在一个金属导体上施加射频信号电压后，将其他金属导体设置为接地，获取N个金属导体上在各个频点的电流值，根据该N个金属导体上在各个频点的电流值和预设幅度值确定N端口器件的导纳矩阵中对应当前施加射频信号电压的金属导体的一列数据；在获取到N端口器件的导纳矩阵的N列数据后，根据N端口器件的导纳矩阵获取n端口器件的导纳矩阵。可见，本专利技术方案中设置边界条件的方式为在单一端口施加激励电信号的同时设置其他导体接地，且采用的是轮换设置，分步计算的方式，在每一次计算中，较强的电场只存在于激励源(施加激励信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种MEMS器件端口特性参数提取方法，其特征在于，所述MEMS器件包括N个金属导体，所述N个金属导体中的n个金属导体作为所述MEMS器件的端口，剩余的N‑n个金属导体接地或者处于开路状态，其中，N和n均为整数，且n小于或者等于N，所述方法包括：为所述剩余的N‑n个金属导体加上端口，以使所述MEMS器件由n端口器件转换成N端口器件；分别在所述N个金属导体中的各个金属导体上施加预设幅度值的射频信号电压，每在一个金属导体上施加所述射频信号电压后，将除当前施加所述射频信号电压的金属导体外的其他金属导体设置为接地，获取所述N个金属导体上在各个频点的电流值，根据所述预设幅度值和所述N个金属导体上在各个频点的电流值确定所述N端口器件的导纳矩阵中对应当前施加所述射频信号电压的金属导体的一列数据；在获取到所述N端口器件的导纳矩阵的N列数据后，根据所述N端口器件的导纳矩阵获取所述n端口器件的导纳矩阵，其中，所述MEMS器件的端口特性参数包括所述n端口器件的导纳矩阵。

【技术特征摘要】
1.一种MEMS器件端口特性参数提取方法，其特征在于，所述MEMS器件包括N个金属导体，所述N个金属导体中的n个金属导体作为所述MEMS器件的端口，剩余的N-n个金属导体接地或者处于开路状态，其中，N和n均为整数，且n小于或者等于N，所述方法包括：为所述剩余的N-n个金属导体加上端口，以使所述MEMS器件由n端口器件转换成N端口器件；分别在所述N个金属导体中的各个金属导体上施加预设幅度值的射频信号电压，每在一个金属导体上施加所述射频信号电压后，将除当前施加所述射频信号电压的金属导体外的其他金属导体设置为接地，获取所述N个金属导体上在各个频点的电流值，根据所述预设幅度值和所述N个金属导体上在各个频点的电流值确定所述N端口器件的导纳矩阵中对应当前施加所述射频信号电压的金属导体的一列数据；在获取到所述N端口器件的导纳矩阵的N列数据后，根据所述N端口器件的导纳矩阵获取所述n端口器件的导纳矩阵，其中，所述MEMS器件的端口特性参数包括所述n端口器件的导纳矩阵。2.根据权利要求1所述的MEMS器件端口特性参数提取方法，其特征在于，所述根据所述N端口器件的导纳矩阵获取所述n端口器件的导纳矩阵包括：根据所述N端口器件的导纳矩阵建立表征所述N端口器件的端口电流值、端口电压值间关系的矩阵方程；将所述矩阵方程中的对于所述剩余的N-n个金属导体中的接地的金属导体的端口电压值设为零，将所述矩阵方程中的对于所述剩余的N-n个金属导体中的处于开路状态的金属导体的端口电流值设为零；通过求解进行端口电压值、端口电流值设定后的矩阵方程的方式消去与所述剩余的N-n个金属导体有关的端口电流值、端口电压值，得到消去处理后的矩阵方程，根据所述消去处理后的矩阵方程获取所述n端口器件的导纳矩阵。3.根据权利要求2所述的MEMS器件端口特性参数提取方法，其特征在于，所建立的矩阵方程为：由所述N端口器件的端口电流值构成的矩阵等于所述N端口器件的导纳矩阵与由所述N端口器件的端口电压值构成的矩阵的乘积。4.根据权利要求1至3之一所述的MEMS器件端口特性参数提取方法，其特征在于，还包括：根据所述n端口器件的导纳矩阵确定所述n端口器件的散射矩阵，其中，所述MEMS器件的端口特性参数还包括所述n端口器件的散射矩阵。5.一种MEMS器件端口特性参数提取装置，其特征在于，所述MEMS器件包括N个金属导体，所述N个金属导体中的n个金属导体作为所述MEMS器件的端口，剩余的N-n个金属导体接地或者处于开路状态，其中，N和n均为整数，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邸英杰，王勇涛，郭春波，丁海，林显添，
申请(专利权)人：京信通信系统中国有限公司，京信通信技术广州有限公司，京信通信系统广州有限公司，天津京信通信系统有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44