低驅(qū)動(dòng)電壓K波段電容耦合式RF MEMS開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì).pdf

1、RF MEMS開(kāi)關(guān)作為微波信號(hào)和高頻信號(hào)控制的關(guān)鍵器件，與傳統(tǒng)的PIN二極管開(kāi)關(guān)和FET開(kāi)關(guān)相比，具有插入損耗小、隔離度高、驅(qū)動(dòng)功耗小、加工成本低等優(yōu)點(diǎn)，在軍、民用領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。但目前RF MEMS開(kāi)關(guān)存在的一個(gè)主要問(wèn)題是驅(qū)動(dòng)電壓過(guò)高，不能滿足現(xiàn)代通信系統(tǒng)的發(fā)展要求。低驅(qū)動(dòng)電壓K波段電容耦合式RF MEMS開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)、仿真與加工制備是本課題的主要研究?jī)?nèi)容。 論文分析了電容式射頻開(kāi)關(guān)的工作原理，推導(dǎo)了開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電壓的理論公式

2、，設(shè)計(jì)了四種不同結(jié)構(gòu)的空氣橋電容式開(kāi)關(guān)，并使用MEMS CAD軟件CoventorWare和高頻電磁場(chǎng)仿真軟件HFSS，對(duì)開(kāi)關(guān)模型進(jìn)行了機(jī)電耦合仿真和微波性能仿真。開(kāi)關(guān)以共面波導(dǎo)為傳輸線，SiO2為橋墩，Si3N4為絕緣介質(zhì)層，以鋁硅合金為梁。空氣橋膜包含雙驅(qū)動(dòng)電極，采用彈性折疊梁作為支撐結(jié)構(gòu)。仿真結(jié)果表明，開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)電壓小于3V，滿足低驅(qū)動(dòng)電壓的設(shè)計(jì)目標(biāo)。開(kāi)關(guān)在K波段插入損耗小于0．4 dB，隔離度大于17dB。 在多次改版、