基于RF MEMS開關的可重構微波均衡器研究.pdf

1、微波功率均衡器能夠調節(jié)微波信號在寬頻帶的幅頻響應特征，因此在微波通信領域和雷達系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用，隨著技術的發(fā)展，雷達、微波通信、衛(wèi)星通信、移動通信等設備對微波寬帶信號傳輸?shù)姆l響應提出了更高的平坦化要求，與此同時，可重構、高頻率，寬頻帶、低駐波、小尺寸也成為各種微波通信設備在寬帶應用中的基本要求。為了實現(xiàn)上述目標，各種微波功率均衡器改進結構被提出，并成為了研究的熱點。
　　本文對微波功率均衡器的原理、分類和研究現(xiàn)狀以及熱驅動

2、式RFMEMS開關的基本概念進行了調研，在此基礎上最終完成了以下工作:
　　一、基于低駐波共面波導微波均衡器的設計思想以及理論，提出了可重構微波均衡器和RFMEMS開關各類模型及相關解析公式，利用上述理論模型分別計算出上升，下降和凸起三種不同均衡曲線對應的結構參數(shù)，在此基礎上，提出了另一組可重構微波均衡器結構，即通過多個開關控制接入枝節(jié)線上的負載電阻，建立同一種形狀均衡曲線最大衰減量的可重構模型。
　　二、根據(jù)上述理論分析，

3、設計了一系列符合不同均衡曲線的微波均衡器。在保證微波均衡器結構相似，滿足低駐波，小型化等性能指標的前提下，利用ADS、HFSS等三維電磁軟件模擬并進行結構優(yōu)化，最終使得不同形狀均衡曲線的微波均衡器可以通過RFMEMS開關進行結構融合。通過電壓控制RFMEMS開關的閉合，改變枝節(jié)長度，使得微波均衡器在20GHz～24GHz頻段內實現(xiàn)不同形狀的均衡曲線，從而實現(xiàn)微波均衡器衰減曲線形狀可重構，并達到S21在-1dB和-3dB之間，S11小于-

4、20dB的設計指標。此外，針對寄生效應的影響，還引入匹配結構，使得微波均衡器S21最大值可以全部大于-1dB。
　　三、根據(jù)形狀可重構微波均衡器的理論基礎和仿真模型，在ADS和HFSS軟件中分別模擬了上升、下降和凸起三種形狀曲線最大衰減量可重構的微波均衡器模型，對于同一種形狀的曲線，可以通過兩個開關控制實現(xiàn)四種不同的最大衰減量，S21最小值分別大約為-7.5dB、-6.5dB、-6.0dB和-5.5dB，即最大衰減量依次相差約0.