基于MEMS技術(shù)的開關(guān)和電磁帶隙可調(diào)濾波器設(shè)計(jì).pdf

1、MEMS(Micro-Electro-Mecharucal Systems)開關(guān)的迅速發(fā)展顯示出了它在低損耗微波應(yīng)用領(lǐng)域強(qiáng)大的潛力。與傳統(tǒng)的FET場效應(yīng)管和PIN二極管相比，RFMEMS開關(guān)的優(yōu)勢(shì)突出地體現(xiàn)在其較低的交調(diào)失真、極低的直流功率消耗、低插入損耗和高隔離度等性能。另一方面，隨著可重構(gòu)寬度系統(tǒng)和多帶系統(tǒng)的廣泛需求及發(fā)展，可調(diào)諧濾波器在收發(fā)機(jī)、多帶通信系統(tǒng)和寬頻段雷達(dá)系統(tǒng)的頻率控制上扮演越來越重要的角色。而將MEMS技術(shù)引入到可調(diào)

2、濾波器應(yīng)用領(lǐng)域，在保持了濾波器良好性能的同時(shí)，還可以有效地減小系統(tǒng)的體積、重量和功耗等，加速了系統(tǒng)的小型化發(fā)展。 本文首先以靜電驅(qū)動(dòng)型MEMS開關(guān)為例，分別分析了開關(guān)的機(jī)械和電磁模型。根據(jù)MEMS開關(guān)的力學(xué)集總模型，推導(dǎo)了開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電壓公式。本文還利用專業(yè)MEMS有限元分析軟件，計(jì)算了MEMS開關(guān)的本征諧振頻率，每個(gè)頻率對(duì)應(yīng)的振動(dòng)模態(tài)以及應(yīng)力分布。通過全波仿真軟件，分析了MEMS開關(guān)的電磁模型及其頻率響應(yīng)特性。 基于Me

3、talMUMPs標(biāo)準(zhǔn)工藝設(shè)計(jì)了多種電熱驅(qū)動(dòng)型MEMS開關(guān)，比如單刀雙擲開關(guān)、自鎖型單刀雙擲開關(guān)、雙穩(wěn)態(tài)開關(guān)、多晶硅外部加熱式開關(guān)等。通過焦耳熱驅(qū)動(dòng)，這些開關(guān)的驅(qū)動(dòng)電壓都相對(duì)較低，并且因?yàn)椴捎煤窠饘賹託W姆接觸，開關(guān)的性能優(yōu)良。并且，自鎖型開關(guān)在降低電熱驅(qū)動(dòng)型開關(guān)功率消耗方面也表現(xiàn)出很好的性能。 本文介紹了電磁帶隙結(jié)構(gòu)，從電磁場理論出發(fā)分析了EBG結(jié)構(gòu)的原理，并導(dǎo)出EBG結(jié)構(gòu)周期的計(jì)算方法。設(shè)計(jì)了三種平面EBG結(jié)構(gòu)的帶阻濾波器，并通