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MEMS微波开关是利用MEMS技术形成的新的射频电路元件,与传统的半导体开关器件相比具有插入损耗低、隔离度大、线性度好等优点,研究MEMS微波开关对雷达系统和通信设备中的射频(RF)结构具有重要现实意义。本文着重研究应用于K_u波段和K波段的并联电容式RF MEMS开关,使用Ansys和Ansoft hfss软件对开关进行仿真分析,优化开关结构。本文以保证开关的射频性能为前提,以降低开关的驱动电压为目的,对开关结构进行优化设计。本文首先分析RF MEMS开关的工作原理,总结开关设计的要点,在深入研究共面波导(CPW)影响因素的基础上,进行共面波导设计,将特性阻抗匹配到50Ω。本文建立了开关在静电力作用下的力学模型,分析两端固支梁的弹性系数,分析了四种传统的开关结构,设计出一种新型RF MEMS开关。使用ANSYS软件对所设计的开关进行机电耦合仿真分析,进行了固支结构、曲折梁和开孔的优化设计。通过固支结构分析,总结了固支结构各个尺寸对开关变形的影响,合理地分配固支结构的尺寸,优化了开关的结构;通过曲折梁分析,总结了曲折梁各个尺寸对开关变形的影响,并据此优化了开关的结构;通过开孔分析,认为开孔对开关变形具有较大影响,得到了开关开孔设计的基本规则。最后,使用Ansoft hfss软件对开关进行全波电磁场分析,分析了介质层对开关射频性能的影响,发现使用薄介质层能提高开关的隔离度,使用高介电材料的介质能提高RF MEMS开关在低频段的隔离度,对开关进行了射频性能优化。本文设计的RF MEMS开关参数是:开关的驱动电压为5.35V,开关的一阶频率为60500Hz,开关时间t_s=6.9μs,开关工作在10GHz-30GHz,开关的开态插入损耗为-0.05dB—-0.2dB,开关的关态隔离度为-20dB—-42dB。这一开关驱动电压低,开关时间比较短,射频性能优越。