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RF MEMS开关及其在移相器中的应用研究

作　者: 严春早
导　师: 许高斌
学　校: 合肥工业大学
专　业: 微电子与固体电子学
关键词: RF MEMS 开关移相器欧姆接触电容耦合
分类号: TN623
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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引　用: 3次
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内容摘要

射频微电子机械系统(RF MEMS)技术在现代通信领域中越来越受到重视。MEMS技术以其自身特性,可以避免传统PIN开关和场效应开关在射频系统中的严重缺陷,和现代高密集型系统的设计相匹配,具有功耗小、射频性能优越、易集成等优点。因此研究RF MEMS开关及其应用有非常重要的现实意义。本文首先简要地介绍了国内外RF MEMS开关、MEMS移相器的发展概况。接着详细地比较了MEMS开关各种常见的静电、电磁、电热、压电和形状记忆金属驱动机制。建立了欧姆接触式和电容耦合式RF MEMS开关的力学模型和电磁模型,其中包括悬臂梁和固支梁开关的弹性系数、下拉电压、电容和阻抗。通过模型优化开关设计,并用设计好的电容耦合式RF MEMS开关搭建一个准4位分布式MEMS传输线移相器。此分布式移相器可以工作在40GHz频段内,其中RF MEMS开关的驱动电压大约在20伏左右。移相器由15个RF MEMS开关周期性地加载在一段共面波导上而实现,可实现的步进为23.95°。移相器单位长度为144um,共面波导采用高阻硅衬底,氮化硅介质层,并在高阻硅衬底表面氧化了一层0.8um厚的氧化物。采用ANSYS软件模拟了开关的力学变形效果,用HFSS软件仿真了开关的S参数,从模拟结果可见,此设计可以满足移相器设计需要。

RF MEMS开关及其在移相器中的应用研究

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