基于MEMS硅基底L波段微帶天線的研究與設計.pdf

1、空中通信節(jié)點技術是現代戰(zhàn)爭中重要的支撐技術，該技術先進與否，直接影響著戰(zhàn)斗力的強弱，所以空中通信節(jié)點技術一直是軍隊急需。當今，空中通信節(jié)點設備的輕型化是人們關注的焦點。而于二十世紀九十年代起發(fā)展起來的微機電系統(tǒng)（MEMS）技術，為空中通信節(jié)點設備的輕型化提供了新的方向。MEMS技術最重要的應用領域之一是用于射頻通信領域，可將目前難以集成的分立器件與電路芯片一起集成為輕、薄、小的芯片系統(tǒng)。微機電系統(tǒng)（MEMS）技術可將微帶天線與 RF-M

2、EMS開關、射頻前端集成在一起，這樣就減小了系統(tǒng)的體積，達到了空中通信節(jié)點輕型化的目的。將MEMS應用于微帶天線領域，已經成為微帶天線發(fā)展的一個新的領域，前景十分廣闊。微機電系統(tǒng)（MEMS）技術與微電子技術和精密加工技術的相互結合，合理使用，所制作的RF-MEMS天線與一般傳統(tǒng)形式加工的微帶天線相比，在幾何尺寸、功能、物理性能、價格等許多方面都擁有無與倫比的優(yōu)勢，是未來技術發(fā)展的必然趨勢。
　　本課題來源于“十一五”軍事預研項目“

3、輕型空中通信節(jié)點技術”，是在X與C波段的基礎上設計L波段的微帶天線。L波段的頻率范圍是1GHz-2GHz，本文所設計的微帶天線中心頻率為1.9GHz，利用經典理論與公式設計了工作于L頻段，中心頻率為1.9GHz，帶寬大于80MHz的基于MEMS硅基底微帶天線。與C波段、X波段相比，L波段所設計的微帶天線的最大的問題在于，由于其頻率小，按照矩形微帶天線設計的尺寸相對較大。由于硅的尺寸的限制，所設計的微帶天線在現有的硅的尺寸上來講，很難做到

4、與C/X波段微帶天線集成，所以小型化就是L波段微帶天線研究的重點。本文采用了曲流的方式對微帶天線進行小型化處理，設計了2種不同方式的曲流模型，對其進行仿真比較，最后采用了曲流與銷釘加載相結合的方式完成了基于MEMS硅基底L波段微帶天線單元的設計。所設計的L波段微帶天線單元尺寸降低至原尺寸的18％，貼片尺寸降低至16%。由于設計的微帶天線單元的功率和增益難以滿足項目的需求，所以設計了微帶天線陣列。根據項目的要求，計算了微帶天線陣列需要的數