RF MEMS開(kāi)關(guān)及移相器的分析與設(shè)計(jì).pdf

1、RF MEMS開(kāi)關(guān)和移相器由于其損耗低、體積小、重量輕及易與其他微電子加工工藝相兼容等特點(diǎn)，在相控陣?yán)走_(dá)、微波通信、衛(wèi)星通信以及微波測(cè)量等領(lǐng)域得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。一直以來(lái)，由于在毫米波段應(yīng)用設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，RF MEMS開(kāi)關(guān)及移相器高頻性能的分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)是人們研究的重點(diǎn)。為提高RF MEMS開(kāi)關(guān)和移相器建模精度，本文分別從電磁學(xué)和力學(xué)理論兩個(gè)基本理論的實(shí)際出發(fā)，分析和設(shè)計(jì)了多種開(kāi)關(guān)和移相器結(jié)構(gòu)，通過(guò)比較和綜合其各項(xiàng)性能指標(biāo)，為后續(xù)的加

2、工設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)和設(shè)計(jì)指導(dǎo)。
　　RF MEMS開(kāi)關(guān)是構(gòu)成移相器的核心要素，本文首先分析了串并聯(lián)兩種典型的開(kāi)關(guān)電路模型，推導(dǎo)出開(kāi)關(guān)在不同狀態(tài)下的隔離度和插入損耗表達(dá)式，對(duì)傳統(tǒng)的T型匹配電路提出了一種改進(jìn)形式，并推導(dǎo)了改進(jìn)后 T型匹配電路模型結(jié)構(gòu)的解析求解公式。本文從力學(xué)角度出發(fā)，建立了串并聯(lián)開(kāi)關(guān)的機(jī)械模型，推導(dǎo)出開(kāi)關(guān)的下拉電壓和下拉時(shí)間的函數(shù)表達(dá)式，并通過(guò)ANSYS多場(chǎng)耦合軟件仿真，驗(yàn)證了開(kāi)關(guān)性能的表達(dá)式，仿真結(jié)果表明，利用該

3、模型可以在18V低直流電壓下實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)。
　　本文從開(kāi)關(guān)電磁學(xué)和力學(xué)協(xié)同分析的觀點(diǎn)出發(fā)，分析并優(yōu)化設(shè)計(jì)出5種RF MEMS串并聯(lián)開(kāi)關(guān)器件電路，在綜合其射頻性能和加工工藝的優(yōu)劣的基礎(chǔ)上，證實(shí)了在本課題技術(shù)指標(biāo)要求下，雙點(diǎn)接觸式串聯(lián)開(kāi)關(guān)的射頻性能最為優(yōu)良，而且加工較為簡(jiǎn)單；采用過(guò)孔式并聯(lián)開(kāi)關(guān)的射頻性能更好，但加工相對(duì)復(fù)雜，這些結(jié)論為設(shè)計(jì)加工提供有益參考。
　　本文依據(jù)移相器應(yīng)用背景不同的特點(diǎn)，通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)拈_(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)，分析并優(yōu)化設(shè)計(jì)