Ka波段五位分布式MEMS傳輸線移相器設(shè)計.pdf

1、與傳統(tǒng)移相器相比,分布式MEMS傳輸線(DMTL)移相器具有插入損耗小、功耗低、帶寬寬、體積小易于集成等優(yōu)點,可望在相控陣?yán)走_(dá)、衛(wèi)星通信及微波測量等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。目前DMTL移相器的工作頻率和位數(shù)不高,不能滿足現(xiàn)代通信發(fā)展的需求。因此,本文以Ka波段5位DMTL,移相器為研究對象,研究了其結(jié)構(gòu)設(shè)計、等效電路、機(jī)械性能、微波性能、加工工藝和測試等方面的問題。
　　 給出了5位DMTL移相器的總體結(jié)構(gòu),提出了一種新型直流偏置加載

2、結(jié)構(gòu)。分析了DMTL移相器最小單元一MEMS電容式并聯(lián)開關(guān)的結(jié)構(gòu)和等效電路模型。根據(jù)理論計算和經(jīng)驗,初步選取了5位DMTL移相器的微波參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸。采用HFSS軟件建立了開關(guān)的三維電磁場模型并優(yōu)化了關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)；由仿真得到的S參數(shù),擬合出開關(guān)等效電路的CLR參數(shù)。采用CoventorWare軟件進(jìn)行了開關(guān)的機(jī)電耦合仿真,得出其驅(qū)動電壓約為2.1V。采用ADS軟件建立了5位DMTL移相器的等效電路模型,仿真得到移相器32個相移狀態(tài)的微波

3、參數(shù)。仿真結(jié)果表明:設(shè)計的5位DMTL移相器,工作頻率為35GHz時,移相精度<0.6°、插入損耗<0.3dB、回波損耗>25dB。
　　 根據(jù)流片單位的表面微機(jī)械加工工藝約束條件,對5位DMTL移相器設(shè)計版圖和微加工工藝進(jìn)行了多輪改進(jìn),制備了初步的5位DMTL移相器工藝樣品。但還存在以下問題:由于MEMS開關(guān)中微橋的實際高度為5μm,與設(shè)計值1.7μm差距很大；微橋上的工藝開孔直徑過大,導(dǎo)致橋區(qū)顯著變形。
　　 進(jìn)行了