射頻MEMS單刀雙擲膜開關的研究.pdf

1、單刀雙擲開關廣泛應用于T/R組件中的信號路由、相控陣天線中的開關線型移相器和寬帶調諧網(wǎng)絡中。通常將PIN二極管和MESFET管等固態(tài)器件集成于單刀雙擲開關網(wǎng)絡中來實現(xiàn)單刀雙擲功能。本文提出利用射頻微機械開關和微波傳輸線技術設計一種新的MEMS單刀雙擲開關，它既具有射頻微機械(RF MEMS)開關插入損耗和回波損耗低、隔離度高、能量處理能力大、線性度好、頻帶寬等優(yōu)點，同時也便于集成制造，降低成本。根據(jù)所采用的微波傳輸線不同，本文設計了兩種

2、類型MEMS單刀雙擲開關：共面波導型和微帶線型。 所設計的共面波導型MEMS單刀雙擲開關是由對稱的兩個共面波導型MEMs膜開關、T型或Y型分支結構以及兩段1/4波長共面波導構成。其中單刀單擲MEMS膜開關采用交直流分離的結構，即在膜的下方信號線兩側各增加一個額外的驅動電極，使得驅動電壓不必加在信號線上，因此便于分別控制兩個膜開關來實現(xiàn)單刀雙擲功能。本文提出的微帶線型MEMS單刀雙擲膜開關由對稱的兩個微帶線型/共面波導型MEMS膜

3、開關、T型或Y型分支結構以及兩段1/4波長微帶線構成。 對MEMS單刀雙擲開關主要根據(jù)導通開關的插入損耗、隔離開關的隔離度以及整個開關的反射損耗這三個指標進行設計，設計的工作頻段為Ku波段，利用ADS和HFSS軟件對開關進行了電路級和結構級的S參數(shù)模擬分析，模擬結果證明了設計的可行性。 在結構設計的基礎上，根據(jù)中國電子科技集團55所的工藝條件，對本文的MEMS單刀雙擲膜開關進行了工藝和版圖設計，設計出了幾組可以對比的結構

4、以及測試結構，并進行了微波性能的測量。測量結果表明，共面波導型T形分支blEMS單刀雙擲膜開關諧振點在14GHz處，該處回波損耗為-18dB，導通開關的插入損耗為-0.6dB，隔離開關的隔離度為-18dB；共面波導型Y形分支MEMS單刀雙擲膜開關諧振點在15GHz處，該處的同波損耗達到-35dB，隔離開關的隔離度為-30dB，導通開關的插入損耗為-0.6dB。 本文所設計的MEMS單刀雙擲開關工藝與GaAsMMIC工藝完全兼容。