新型RF MEMS開關電路設計.pdf

1、近年來,隨著微機電系統(tǒng)(MEMS)加工工藝的進步,RF MEMS技術在雷達和通信等領域的應用顯示了巨大潛力。開關作為射頻微波電路的基礎級信號控制元件,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)開關的優(yōu)越性能而成為研究熱點。開關電路作為其組件級應用,隨著RF MEMS開關研究愈趨于成熟,其應用市場正越來越開闊。
　　 本文從RF MEMS開關的研究出發(fā),分別設計了開關到開關網(wǎng)絡和移相器等開關電路的RF MEMS器件

2、,包括多諧振點高隔離度并聯(lián)電容開關和低驅(qū)動電壓并聯(lián)電容開關。在此基礎上,通過一定的電路連接組合來實現(xiàn)性能更優(yōu)越的雙膜橋高隔離度開關和單刀雙擲SPDT開關,最后對以并聯(lián)電容開關為級聯(lián)單元的分布式MEMS(DMTL)移相器進行了研究。
　　 論文中首先對RF MEMS開關設計的機械結構和電磁特性分別進行了具體分析,得到各結構參數(shù)對技術指標的影響,兼顧性能和工藝等要求設計了初步的開關優(yōu)化參數(shù)。在此基礎上,以多諧振點高隔離度和低驅(qū)動電壓

3、為目標設計了并聯(lián)電容開關,前者在K、Ka和U波段隔離度都達到-40dB左右,后者實現(xiàn)10.7V的驅(qū)動電壓,插入損耗優(yōu)于0.2dB,亦較適用于設計開關電路。同時,通過電路的兀型匹配,實現(xiàn)了寬帶和高隔離度的雙膜橋開關,其插入損耗和隔離度分別有50％和121%的優(yōu)化。通過在CPW結構分支上并聯(lián)低驅(qū)動電壓并聯(lián)電容開關,可以實現(xiàn)單刀雙擲SPDT開關,獲得了導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,本文還對分布