RF MEMS開關(guān)機(jī)電性能研究.pdf

1、隨著無線通信的不斷發(fā)展，對(duì)射頻器件小型化、低功耗、高性能的需求逐步增長，RF MEMS開關(guān)憑借其體積小、功耗低、隔離度高以及插損低等優(yōu)異特性具有替代傳統(tǒng)PIN開關(guān)和FET開關(guān)的潛力，可在移相器、相控雷達(dá)和衛(wèi)星導(dǎo)航等無線通訊領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
　　本文分析了MEMS開關(guān)的機(jī)電與射頻性能參數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證不同實(shí)驗(yàn)條件對(duì)性能參數(shù)的影響。研究分析了接觸式開關(guān)的可靠性問題，設(shè)計(jì)了一種RF MEMS開關(guān)可靠性測試系統(tǒng)。設(shè)計(jì)了多層固支梁結(jié)構(gòu)的

2、接觸式并聯(lián)開關(guān)，并對(duì)開關(guān)進(jìn)行了加工制作和測試分析。論文的主要內(nèi)容如下：
　　(1)對(duì)接觸式開關(guān)的機(jī)電特性進(jìn)行了研究，分析推導(dǎo)了開關(guān)彈性系數(shù)、驅(qū)動(dòng)電壓以及開關(guān)速度等性能參數(shù)，通過實(shí)驗(yàn)測試驗(yàn)證了驅(qū)動(dòng)電壓對(duì)接觸電阻的影響以及傳輸功率對(duì)開關(guān)速度的影響；建立了并聯(lián)接觸式開關(guān)的電磁模型，根據(jù)模型提取了RLC參數(shù)，推導(dǎo)了開關(guān)在up態(tài)插損和down態(tài)隔離度的計(jì)算公式，并通過測試實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其正確性，測試分析了驅(qū)動(dòng)電壓對(duì)開關(guān)S參數(shù)的影響。
　　

3、(2)分析了在于接觸式開關(guān)中接觸電阻和功率對(duì)開關(guān)可靠性的影響，設(shè)計(jì)了一種RF MEMS開關(guān)可靠性測試系統(tǒng)，通過所設(shè)計(jì)的測試系統(tǒng)對(duì)開關(guān)進(jìn)行壽命測試實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了接觸損傷引起的開關(guān)失效，對(duì)開關(guān)的功率容量進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試，驗(yàn)證了大功率對(duì)開關(guān)傳輸?shù)挠绊憽?br>　　(3)設(shè)計(jì)了多層固支梁結(jié)構(gòu)的并聯(lián)接觸式開關(guān)。通過對(duì)開關(guān)的機(jī)電與射頻仿真確定了開關(guān)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，仿真分析了梁的開孔對(duì)開關(guān)驅(qū)動(dòng)電壓的影響，以及開關(guān)結(jié)構(gòu)對(duì)可靠性的影響。仿真結(jié)果表明開關(guān)在2~30