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1、東南大學(xué)碩士學(xué)位論文MEMS懸臂梁式微波功率耦合器的研究姓名:蘇適申請學(xué)位級別:碩士專業(yè):微電子學(xué)與固體電子學(xué)指導(dǎo)教師:廖小平20090501AbstractRadioFrequencyMicroelectromechanicalSystems(RFMEMS)refertotheapplicationsofMEMStechnologywhicha代intheRFandmicrowavetelecommunicationsfieldsAc
2、companyingwiththeprogressofthemicrowavetechnologyRFMEMShasbeenwidelyutilizedinthetransmitter’santennasfrontendreceivers,resonatorsfiltersvaractors,3DinductorsaswellasVoltageControllledOscillators(vCo)’eta1Ontheotherhanda
3、varietyofwaveguidecouplersandpowerdividershavebeendevelopedtorealizethefuctionofmicrowavedistributionandcombinationsuchaskindsofEplaneorHplanequnctions,branchlinecouplermultiholecouplerandSchwingercouplereta1Thispaperint
4、eregatestheM匣MStechnologyandbasicconceptionsofthemicrowavecouplertobringforwardanovelcantileverbeammicrowavepowercouplerbasedonMEMStechnologyThisMEMSdevicehasanexcellentmicrowavecharacteristicsandthecompatibilitytogether
5、withwaveguide,n圮couplingstateofthiscantileverbeammicrowavepowercouplercanbeconvertedbYapplyingorwithdrawingthepullinvoltageontheelectrodeTheMEMScantileverbeammicrowavecouplerinthispapercanbefabricatedontheGaAssubstratean
6、dintegratedwiththecoplanarwaveguide(CPW)WhileaDCvoltageisappliedontheelectrode,theMEMScantileverbeamcanbepulleddownBythecapacitorwhichisexsistingbetweentheMEMScantileverbeamandthecenterconductoracertainpercentageofthemic
7、rowavepoweristhencoupledoutandtransmittedtotheoutputportCompAringwiththeconventionalmicrowavecouplertheMEMScantileverbeammicrowavecouplerexcutesthetransformationbetweentheonandoffstateSimulationresultshowsthatthewholestr
8、ucturehasaninsertionlOSSlessthan05dBreflectionlOSSlowerthalll5dB,allisolatiOilcoefficientlowerthan15dB,aswell私couplingcoe衢cientsofl0%,1%and01%,respectivelywhichdemonstratesexcellentmicrowavecharacteristicsBychangingthedi
9、mensionoftheCPWlinethemismatchingwhichiscausedbythecapacitorandthedestructionoftheCPWtransmissionlinecanbereconfiguredtomaintaintheimpadencematchingInadditionthesimulationderivedfromCoventorsoftwareshowsthatthepullinvolt
10、ageisbelow15VoltsneMEMScantileverbeammicrowavepowercouplerhasadvantagesasfollow:(1)1nheprocessisrelativesimpleandconvinienttointegratewiththeCPWtransmissionline,soastoembedintotheMMIC(2)111ecouplingcoefficientisadjustedt
11、hroughalteringthelengthoftheMEMSbeamtochangethecapacitanceinthedownstateSoitissatisfiedtomeetthedifferentcouplingcoefficientrequirementsindifferentbands(3)Byapplyingandwithdrawingthepull—involtageontheelectrode,itisconve
12、nienttocontrolthecoupling/isolated(Down/Up)stateofthecouplerDifferentfromthetraditiondefinitionofmicrowavecouplerthecoupling/isolatedportofthiscouplercanbeintegratedononlyoneporttosupplytherealtimestatetransformationIffa
13、bricatedamicrowavepowersensorattheendoftheoutputport,itcanbeutilizedasaninlinetypemicrowavepowersensor(4)Comparingwiththetraditioncouplerthatalwayskeepstheinfluenceonthemainline,theMEMScantileverbeamstaysawayfromtheCPWli
14、neinisolated(Up)stateSotheinfluencewhichiscausedbyreflectionandsignalcouplingtowardstheCPWmainlineislimtted(5)ThegoldbasedfabricationprocessendowsthecouplerarelativelowerinsertionlOSSaswellaslessreflectionlOSSMeanwhileth
15、elinearityofthecouplerintheXbandissuperioraswellastheintermodulation(1M)distortionandthird—orderIntermodulationInterceptPoint(IIP3)arebothlessthantheFETandPINdevicesFinally,thispaperanalyzestheinlinetypeMEMSfixed—fixedbe
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