RF MEMS開關及移相器的分析與設計.pdf

1、RF MEMS開關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，在相控陣雷達、微波通信、衛(wèi)星通信以及微波測量等領域得到了越來越多的應用。一直以來，由于在毫米波段應用設計的復雜性，RF MEMS開關及移相器高頻性能的分析和優(yōu)化設計是人們研究的重點。為提高RF MEMS開關和移相器建模精度，本文分別從電磁學和力學理論兩個基本理論的實際出發(fā)，分析和設計了多種開關和移相器結構，通過比較和綜合其各項性能指標，為后續(xù)的加

2、工設計提供了理論依據(jù)和設計指導。
　　RF MEMS開關是構成移相器的核心要素，本文首先分析了串并聯(lián)兩種典型的開關電路模型，推導出開關在不同狀態(tài)下的隔離度和插入損耗表達式，對傳統(tǒng)的T型匹配電路提出了一種改進形式，并推導了改進后 T型匹配電路模型結構的解析求解公式。本文從力學角度出發(fā)，建立了串并聯(lián)開關的機械模型，推導出開關的下拉電壓和下拉時間的函數(shù)表達式，并通過ANSYS多場耦合軟件仿真，驗證了開關性能的表達式，仿真結果表明，利用該

3、模型可以在18V低直流電壓下實現(xiàn)驅動。
　　本文從開關電磁學和力學協(xié)同分析的觀點出發(fā)，分析并優(yōu)化設計出5種RF MEMS串并聯(lián)開關器件電路，在綜合其射頻性能和加工工藝的優(yōu)劣的基礎上，證實了在本課題技術指標要求下，雙點接觸式串聯(lián)開關的射頻性能最為優(yōu)良，而且加工較為簡單；采用過孔式并聯(lián)開關的射頻性能更好，但加工相對復雜，這些結論為設計加工提供有益參考。
　　本文依據(jù)移相器應用背景不同的特點，通過選擇適當?shù)拈_關結構，分析并優(yōu)化設計