射频(RadioFrequency)微机电系统(Micro-electromechanicalSystems,RFMEMS)技术作为一种集微电子、化学、机械、物理、材料等其他学科的新技术,具有系统小型化、便于集成和高频性能优异的优势。RFMEMS可调滤波器能够减少通信系统中滤波器的数量,具有良好的射频性能,可以有效减小系统的体积、重量、功耗和复杂度。RFMEMS开关是滤波器实现可调的核心器件,同时也是射频前端的主要器件,和可调滤波器已经广泛应用于新一代微波通信系统。本文面向微波通信系统对RFMEMS开关和可调滤波器的迫切需求,围绕“MEMS开关高电容比与低驱动电压互相制约”、“MEMS开关应用频段固定”、“加载DGS与MEMS电容器的CPW谐振器机理分析”等难题,建立高电容比和低驱动电压MEMS开关力学与等效电路模型,提出了多波段MEMS开关设计方法,分析了DGS的慢波和带阻特性,提出了一种谐振频率、调谐范围、有效相对介电常数和特征阻抗的分析方法用于由DGS和MEMS电容器加载的CPW谐振器,并在此基础上设计了RFMEMS可调谐滤波器和带通-带阻可切换MEMS滤波器。最后,通过探究MEMS开关和可调滤波器的加工工艺,结合设备条件设计相应的流程和掩模版,与相关单位合作加工流片,并进行性能测试。本文的主要研究成果与创新包括:第一,针对电容式开关低驱动电压与高电容比存在一定制约关系,易发生介质充电的问题,基于浮动金属层与扭转蛇形梁,设计新型高电容比、低驱动电压MEMS开关与加工方案。仿真与实测结果表明,开关的驱动电压为3.26V,电容比为246,在17.8GHz时,具有-41.7dB的隔离,插入损耗为-0.28dB,对应于良好的S参数。第二,针对RFMEMS开关一旦设计完成,就只应用于特定的波段,而且频段宽度较窄的问题,基于浮动金属层与四个悬臂梁结构,设计一种高电容比、高隔离度、低驱动电压的多波段MEMS开关和加工方案。有限元仿真结果表明,开关的插入损耗为-0.08dB至40GHz,驱动电压为2.54V。最大隔离度在C波段为-32.6dB,在X波段为-37.2dB,在Ku波段为-42.1dB,在K波段为-47.6dB,在Ka波段为-58.3dB。第三,针对加载DGS与MEMS电容器的CPW谐振器谐振特性尚不清晰的问题,提出了一种谐振频率,调谐范围,有效相对介电常数和特征阻抗的分析方法,用于由DGS和MEMS电容器加载的CPW谐振器。采用等效方法分析其带阻谐振特性,通过解析解得到CPW加载DGS和MEMS电容器的有效相对介电常数,计算谐振频率和调谐范围。第四,深入研究了加载DGS和MEMS开关的可调滤波器的设计方法。设计了一种加载回旋缺陷地结构和MEMS变容器的可调带阻滤波器,实测结果显示,-3dB带宽为14.5GHz,阻带最大抑制为-32.71dB。通过改变CPW信号线和MEMS桥梁之间的间隙,设计的带阻滤波器可以将中心频率切换为三种状态(分别为18.5GHz,18.2GHz,17.5GHz),分数带宽也随之改变(即分别为37.8%,45.6%,49.5%)。设计了一种加载螺旋形缺陷地的带通-带阻可切换MEMS滤波器,通过MEMS开关的通断进行滤波器状态切换。仿真结果显示,在通带状态时,-3dB带宽从14.18GHz到16.71GHz,通带损耗为-0.97dB。在阻带状态时,-20dB带宽从11.33GHz到13.23GHz,阻带抑制为-46.2dB。第五,对RFMEMS开关和RFMEMS可调滤波器的加工工艺及测试方法进行研究,设计加工方案、工艺流程和掩模版,完成实物加工并进行性能测试。