新型RF MEMS開(kāi)關(guān)電路設(shè)計(jì).pdf

1、近年來(lái),隨著微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)加工工藝的進(jìn)步,RF MEMS技術(shù)在雷達(dá)和通信等領(lǐng)域的應(yīng)用顯示了巨大潛力。開(kāi)關(guān)作為射頻微波電路的基礎(chǔ)級(jí)信號(hào)控制元件,以其低插入損耗、高隔離度、小型化和高集成度等相較于傳統(tǒng)固態(tài)開(kāi)關(guān)的優(yōu)越性能而成為研究熱點(diǎn)。開(kāi)關(guān)電路作為其組件級(jí)應(yīng)用,隨著RF MEMS開(kāi)關(guān)研究愈趨于成熟,其應(yīng)用市場(chǎng)正越來(lái)越開(kāi)闊。
　　 本文從RF MEMS開(kāi)關(guān)的研究出發(fā),分別設(shè)計(jì)了開(kāi)關(guān)到開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)和移相器等開(kāi)關(guān)電路的RF MEMS器件

2、,包括多諧振點(diǎn)高隔離度并聯(lián)電容開(kāi)關(guān)和低驅(qū)動(dòng)電壓并聯(lián)電容開(kāi)關(guān)。在此基礎(chǔ)上,通過(guò)一定的電路連接組合來(lái)實(shí)現(xiàn)性能更優(yōu)越的雙膜橋高隔離度開(kāi)關(guān)和單刀雙擲SPDT開(kāi)關(guān),最后對(duì)以并聯(lián)電容開(kāi)關(guān)為級(jí)聯(lián)單元的分布式MEMS(DMTL)移相器進(jìn)行了研究。
　　 論文中首先對(duì)RF MEMS開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和電磁特性分別進(jìn)行了具體分析,得到各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)技術(shù)指標(biāo)的影響,兼顧性能和工藝等要求設(shè)計(jì)了初步的開(kāi)關(guān)優(yōu)化參數(shù)。在此基礎(chǔ)上,以多諧振點(diǎn)高隔離度和低驅(qū)動(dòng)電壓

3、為目標(biāo)設(shè)計(jì)了并聯(lián)電容開(kāi)關(guān),前者在K、Ka和U波段隔離度都達(dá)到-40dB左右,后者實(shí)現(xiàn)10.7V的驅(qū)動(dòng)電壓,插入損耗優(yōu)于0.2dB,亦較適用于設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電路。同時(shí),通過(guò)電路的兀型匹配,實(shí)現(xiàn)了寬帶和高隔離度的雙膜橋開(kāi)關(guān),其插入損耗和隔離度分別有50％和121%的優(yōu)化。通過(guò)在CPW結(jié)構(gòu)分支上并聯(lián)低驅(qū)動(dòng)電壓并聯(lián)電容開(kāi)關(guān),可以實(shí)現(xiàn)單刀雙擲SPDT開(kāi)關(guān),獲得了導(dǎo)通通路上的回波損耗優(yōu)于-33dB,插入損耗優(yōu)于0.3dB的良好微波性能。同時(shí),本文還對(duì)分布