可重構(gòu)MEMS微波天線(xiàn)的研究.pdf

1、無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為信息獲取和發(fā)布的重要途徑，人們的溝通、學(xué)習(xí)、工作和娛樂(lè)方式都受到很大的影響。這也導(dǎo)致無(wú)線(xiàn)終端設(shè)備在小型化、集成化和多功能化等方面的升級(jí)需求。天線(xiàn)作為無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的核心部件之一，也需要在小型化、集成化、寬頻帶、多頻段和多工作模式等方面的不斷進(jìn)步與發(fā)展。所以共面MEMS微波天線(xiàn)以及共面頻率可重構(gòu)MEMS微波天線(xiàn)的研究對(duì)無(wú)線(xiàn)通信在小型化、高度集成化等方面的發(fā)展有重要意義。
　　本論文的工作在綜合了RFMEMS、微帶天

2、線(xiàn)以及砷化鎵MMIC工藝等技術(shù)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，研究了共面MEMS微波天線(xiàn)以及頻率可重構(gòu)MEMS微波天線(xiàn)的工作原理及設(shè)計(jì)方法。
　　提出了X波段的共面MEMS微波天線(xiàn)的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、基于雙頻交疊方法的寬頻帶設(shè)計(jì)和基于曲流技術(shù)的小型化設(shè)計(jì)。其中天線(xiàn)基本結(jié)構(gòu)尺寸10.9mm×14.1mm，中心頻率10GHz，頻帶寬度1.88GHz(9.12GHz～11GHz)，增益4.38dB。寬頻帶天線(xiàn)尺寸不變，頻帶寬度2.65GHz(9.22GHz～

3、11.87GHz)，與天線(xiàn)基本結(jié)構(gòu)相比帶寬提高0.77GHz，增益4.24dB。小型化天線(xiàn)尺寸3mm×3.2mm，帶寬1GHz(9.48GHz～10.48GHz)，增益-7.9dB，帶寬和增益變差，尺寸大幅度減小。
　　設(shè)計(jì)了基于GaAs MMIC工藝的新型頻率可重構(gòu)MEMS微波天線(xiàn)結(jié)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)方法是基于天線(xiàn)饋線(xiàn)和微帶貼片結(jié)構(gòu)，分別添加縫隙和MEMS懸臂梁，利用MEMS懸臂梁的靜電可驅(qū)動(dòng)性調(diào)整天線(xiàn)的結(jié)構(gòu)。工作頻段可以在不同模式之間相

4、互切換，單口徑天線(xiàn)的頻段交疊覆蓋范圍可以達(dá)到3.77GHz(8.66GHz～12.43GHz)，不同模式下天線(xiàn)的主波束輻射方向基本保持一致，增益在3.8dB～4.3dB之間。
　　測(cè)試了共面MEMS微波天線(xiàn)在傳感器應(yīng)用中的有效性。基于共面MEMS微波天線(xiàn)的無(wú)線(xiàn)接收式MEMS微波頻率傳感器的靈敏度約為4.29μV/MHz。該頻率傳感器實(shí)現(xiàn)了共面MEMS微波天線(xiàn)與MEMS頻率傳感器的單片集成，從終端式檢測(cè)跨向無(wú)線(xiàn)接收檢測(cè)。