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文檔簡介
1、MEMS微波開關是利用MEMS技術形成的新的射頻電路元件,與傳統(tǒng)的半導體開關器件相比具有插入損耗低、隔離度大、線性度好等優(yōu)點,研究MEMS微波開關對雷達系統(tǒng)和通信設備中的射頻(RF)結構具有重要現(xiàn)實意義。 本文著重研究應用于Ku波段和K波段的并聯(lián)電容式RFMEMS開關,使用Ansys和Ansofthfss軟件對開關進行仿真分析,優(yōu)化開關結構。本文以保證開關的射頻性能為前提,以降低開關的驅動電壓為目的,對開關結構進行優(yōu)化設計。
2、 本文首先分析RFMEMS開關的工作原理,總結開關設計的要點,在深入研究共面波導(CPW)影響因素的基礎上,進行共面波導設計,將特性阻抗匹配到50Ω。本文建立了開關在靜電力作用下的力學模型,分析兩端固支梁的彈性系數(shù),分析了四種傳統(tǒng)的開關結構,設計出一種新型RFMEMS開關。使用ANSYS軟件對所設計的開關進行機電耦合仿真分析,進行了固支結構、曲折梁和開孔的優(yōu)化設計。通過固支結構分析,總結了固支結構各個尺寸對開關變形的影響,合理地分配
3、固支結構的尺寸,優(yōu)化了開關的結構;通過曲折梁分析,總結了曲折梁各個尺寸對開關變形的影響,并據(jù)此優(yōu)化了開關的結構;通過開孔分析,認為開孔對開關變形具有較大影響,得到了開關開孔設計的基本規(guī)則。最后,使用Ansofthfss軟件對開關進行全波電磁場分析,分析了介質層對開關射頻性能的影響,發(fā)現(xiàn)使用薄介質層能提高開關的隔離度,使用高介電材料的介質能提高RFMEMS開關在低頻段的隔離度,對開關進行了射頻性能優(yōu)化。 本文設計的RFMEMS開關
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