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针对现有RF MEMS移相器存在工作频率低、相移精度低、MEMS开关数量多、平面面积大、损耗大、制造难度大及成本高等问题,本文提出一种高工作频率、小体积、高精度的五位螺旋形分布式RF MEMS移相器。该RF MEMS移相器的特点为可实现五位31个相移量,每次变化相移量为11.25°;相移量误差小于5°;中心工作频率为40 GHz;平面面积小于3×3 mm~2。本文主要内容如下:1、针对相控阵雷达系统对频率、体积、精度等需求,提出了一种新型的五位螺旋形分布式RF MEMS移相器结构。采用螺旋形共面波导结构,并在螺旋形共面波导上共加载了31个MEMS开关。该移相器具有高工作频率、小体积、高精度、低功耗、低成本等优点。利用Pro/E软件建立RF MEMS移相器结构模型,清晰展示了螺旋形分布式RF MEMS移相器的结构,同时对RF MEMS移相器的移相过程进行了详细地描述。2、对分布式RF MEMS移相器的相移量、布拉格频率、下拉电压等进行了理论推导,得到如下结论:1)布拉格频率决定了RF MEMS移相器的工作频率,减小MEMS开关单元的间距可以提高布拉格频率;2)MEMS开关关态与开态的电容比决定了RF MEMS移相器的相移量,提高电容比可以获得更大的相移量;3)下拉电压影响MEMS开关膜桥材料、膜桥尺寸和共面波导尺寸。3、利用ADS、Ansoft HFSS、ANSYS等软件仿真,分析了螺旋形分布式RF MEMS移相器的共面波导结构和MEMS开关结构各个参数之间的关系,并对各个结构参数进行了优化,结论如下:1)共面波导基板材料为高阻硅,基板厚度为500μm,共面波导信号线宽度为100μm,共面波导信号线和地线间距为148.5μm,共面波导信号线和地线的厚度为1μm;2)MEMS开关膜桥、共面波导信号线和地线材料为金,MEMS开关膜桥长度、宽度、厚度分别为400μm、110μm、2μm,MEMS开关间距为120μm,MEMS开关膜桥和共面波导开态距离为2.5μm,关态距离为0.1μm;3)下拉电压约为42.5 V。4、利用Ansoft HFSS软件对五位螺旋形分布式RF MEMS移相器进行了建模与仿真,结果如下:1)RF MEMS移相器体积为2.6×2.6×0.505 mm~3;2)当中心工作频率为40 GHz时,5个MEMS开关单元分别闭合,RF MEMS移相器相移量仿真结果分别为:11.43°、23.04°、44.53°、91.73°、182.65°,与设计目标的误差分别为0.18°、0.54°、0.47°、1.73°、2.65°;3)插入损耗及回波损耗分别为-15.1092 dB/-8.9120 dB、-14.2271 dB/-9.9053 dB、-15.1092 dB/-8.9120 dB、-13.2439 dB/-11.6679 dB、-16.3046dB/-10.2057 dB;4)给出RF MEMS移相器的31个相移量仿真结果及相移精度,与设计目标的误差在3.72°之内;5)分析了产生仿真相移量和设计相移量误差的原因。5、根据螺旋形分布式RF MEMS移相器仿真模型,对RF MEMS移相器进行了平面微加工工艺流程设计;根据MEMS开关膜桥的形状特点,MEMS开关膜桥工艺设计分为H形两侧部分和中间部分的MEMS工艺流程设计;提出了RF MEMS移相器制作过程中可能存在MEMS开关膜桥粘附、可靠性等失效问题。