[发明专利]耦合的MEMS谐振器

权利要求书

1.一种微机电谐振器，包括：

-支撑结构，

-谐振器元件，被悬置到所述支撑结构，

-致动器，用于将所述谐振器元件激发到谐振模式，

其中

-所述谐振器元件包括多个相邻子元件，每个子元件具有一长度和一宽度以及高于1的长宽比，并且每个子元件适于以长度延伸谐振模式、扭转谐振模式或弯曲谐振模式进行谐振，

-所述子元件中的每个子元件通过一个或多个连接元件而被耦合到至少一个其他子元件，以用于将所述谐振器元件激发成集体谐振模式，所述一个或多个连接元件耦合到所述子元件的所述谐振模式的非节点。

2.根据权利要求1所述的谐振器，其中所述子元件中的至少两个子元件在所述至少两个子元件的宽度方向上彼此耦合，由此所述连接元件包括邻接细长沟槽的至少两个基本刚性的连接元件，所述细长沟槽保留在所述子元件之间、并且在所述至少两个子元件的长度方向上延伸。

3.根据权利要求1或2所述的谐振器，其中所述子元件中的至少两个子元件具有多于2的长对宽的长宽比，并且适于以具有2或更高的阶数的泛音谐振模式进行谐振。

4.根据权利要求3所述的谐振器，其中适于以具有2或更高的阶数的泛音谐振模式进行谐振的所述子元件在所述子元件的宽度方向上通过多个细长沟槽分开，所述多个细长沟槽在所述长度方向上由所述连接元件限定，所述沟槽的数目等于或高于所述泛音模式的阶数，所述子元件适于以所述泛音模式进行谐振。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的谐振器，其中所述子元件中的至少两个子元件通过柔性连接元件在所述至少两个子元件的长度方向上彼此耦合，所述柔性连接元件横跨所述子元件之间的间隙。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的谐振器，其中每个子元件适于以平面内长度延伸谐振模式进行谐振。

7.根据权利要求1至5中的任一项所述的谐振器，其中每个子元件适于以扭转谐振模式、或以诸如平面内弯曲谐振模式的弯曲谐振模式进行谐振。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的谐振器，其中所述子元件中的每个子元件具有矩形形状，并且所述子元件在所述子元件的宽度方向和/或长度方向上被布置在距彼此由所述连接元件分开的距离处。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的谐振器，其中所述连接元件是无源元件，所述无源元件由单个掺杂的硅晶体主体与所述子元件一起形成。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的谐振器，其中所述致动器是压电致动器，所述压电致动器被布置在所述谐振器元件的顶部上、优选地被分布在所述谐振器元件的所有子元件的顶部上。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的谐振器，包括至少3个这样的子元件，诸如3-50个这样的子元件。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的谐振器，包括：在其宽度方向上彼此耦合的至少两个子元件、以及在其长度方向上彼此耦合的至少两个子元件。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的谐振器，其中所述子元件中的每个子元件具有N或更多的长对宽的长宽比，其中N是所述子元件的所述谐振模式的所述阶数。

14.根据前述权利要求中任一项所述的谐振器，其中整个谐振器元件具有小于1的有效长对宽的长宽比。

15.根据前述权利要求中的任一项所述的谐振器，其中所述谐振器元件的所有子元件具有大致相同的宽度和/或大致相同的长度。