基于MEMS微屏蔽傳輸線的移相器研究.pdf

1、微波毫米波移相器是通信和雷達(dá)應(yīng)用中相控陣當(dāng)中的關(guān)鍵部件，分為模擬域移相器和數(shù)字域移相器。相較模擬域移相器，數(shù)字域移相器具有調(diào)節(jié)方便、相位偏差小、反應(yīng)時間短等優(yōu)勢。而一般的數(shù)字移相器通常體積較大且工作頻率范圍不高，所以逐漸出現(xiàn)了采用MEMS技術(shù)的數(shù)字移相器。
　　本文研究了一種新型傳輸線-MEMS微屏蔽傳輸線，并對其進(jìn)行了理論分析和三維全波仿真。分析研究了直接接觸式RF MEMS單刀雙擲開關(guān)的基本工作原理，完成了對MEMS開關(guān)的電路

2、模型建立和電路參數(shù)提取，設(shè)計(jì)了一個針對直接接觸式RF MEMS開關(guān)的測試系統(tǒng)。設(shè)計(jì)了基于直接接觸式RF MEMS單刀雙擲開關(guān)的四位開關(guān)線型移相器，并完成了移相器的加工制作和測試分析，論文的主要內(nèi)容如下：
　?。?）研究微屏蔽傳輸線的傳輸特性。采用保角變換法對微屏蔽傳輸線進(jìn)行了準(zhǔn)靜態(tài)分析，對微屏蔽傳輸線的傳輸特性進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算和仿真分析，研究了其特征阻抗和有效介電常數(shù)，該傳輸線具有特征阻抗變化范圍廣，有效介電常數(shù)接近1的良好傳輸特性

3、。最后對微屏蔽傳輸線腔體的結(jié)構(gòu)參數(shù)（腔體深度和寬度）進(jìn)行分析，得到腔體物理結(jié)構(gòu)改變對微屏蔽線傳輸性能的影響。
　?。?）介紹了RF MEMS單刀雙擲開關(guān)的基本工作原理，根據(jù)開關(guān)實(shí)際結(jié)構(gòu)參數(shù)和實(shí)測數(shù)據(jù)，建立了開關(guān)的RLC電路模型，并對其電路參數(shù)進(jìn)行提取，得到完整的RF MEMS單刀雙擲開關(guān)等效電路模型。將模型代入ADS中進(jìn)行仿真分析，將分析結(jié)果與開關(guān)實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，驗(yàn)證電路模型的正確性和準(zhǔn)確性。最后設(shè)計(jì)了一個針對直接接觸式RF M

4、EMS開關(guān)的開關(guān)測試系統(tǒng)，可以測試開關(guān)的切換速度、S參數(shù)和壽命等參數(shù)。
　?。?）設(shè)計(jì)了基于RF MEMS單刀雙擲開關(guān)的四位開關(guān)線型移相器。根據(jù)提出的移相器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了移相器參考線、延遲線、T型節(jié)以及拐角結(jié)構(gòu)的尺寸和形狀。仿真結(jié)果顯示移相器各移相狀態(tài)在1.7 GHz~2.7 GHz插入損耗優(yōu)于-1 dB，回波損耗優(yōu)于-17 dB，相移精度小于1°。實(shí)際測試結(jié)果移相器各移相狀態(tài)在1.7 GHz~2.7 GHz插入損耗優(yōu)于-2 dB