微测辐射热计型非制冷红外探测器以其低功耗、高性能、低成本等优点，在军事上和民用上具有很好的前景。随着探测器阵列越来越大，像元尺寸越来越小的发展趋势，单层微桥的悬臂宽度只有越来越小才能达到相应较高的热学性能，但是悬臂宽度会受到支撑材料机械强度和微加工条件的限制，若采用双层或者多层结构不会受到这个限制。但是采用双层或多层结构将引入双牺牲层的加工技术，增加了加工的复杂性，同时双层和多层结构的主要参数的计算和仿真也更为复杂。因此，根据实际的需求，需对多种结构进行必要的设计和仿真，提出可行的方案以供器件制备参考。本文应用MATLAB、IntelliSuite等仿真软件构建单层、双层结构模型，以制造高性能的探测器（即60Hz帧频下NETD小于80mK,热时间常数小于8.3ms)为目标，设计了从理论上满足指标要求的单层L型结构、双层伞型结构、双层S型结构。从构建三维模型开始对三种结构分别进行了热、力、光学仿真研究，通过合理选择各层膜厚与桥腿宽度得到了单层L型、双层伞型、双层S型结构的几种尺寸参数，其光学、热学、力学支撑性能良好，对后端加工提供了参考。此外，本文对热流密度与热对流系数进行了系统地计算，更加真实地模拟了红外探测器的工作过程，对三种微桥结构进行热学设计过程中用IntelliSuite软件验证热导的估算值与仿真值的误差，发现误差小于5%。设计了光学、热学、电学性能系统级仿真软件，能够方便快捷地进行微桥结构的光学、热学、电学设计。本文还对三种微桥结构的力学支撑性进行了研究，发现影响微桥的形变的主要因素是氮化硅吸收层和氮化硅支撑层的厚度，桥腿的宽度以及桥腿的长度。三种结构形变最大的位置都在桥腿拐角处，双层S型微桥由于桥腿太长，要维持其稳定性必须增加支撑层的厚度来实现。