基于RF MEMS開關(guān)的可重構(gòu)微波均衡器研究.pdf

1、微波功率均衡器能夠調(diào)節(jié)微波信號(hào)在寬頻帶的幅頻響應(yīng)特征，因此在微波通信領(lǐng)域和雷達(dá)系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用，隨著技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)、微波通信、衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信等設(shè)備對(duì)微波寬帶信號(hào)傳輸?shù)姆l響應(yīng)提出了更高的平坦化要求，與此同時(shí)，可重構(gòu)、高頻率，寬頻帶、低駐波、小尺寸也成為各種微波通信設(shè)備在寬帶應(yīng)用中的基本要求。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，各種微波功率均衡器改進(jìn)結(jié)構(gòu)被提出，并成為了研究的熱點(diǎn)。
　　本文對(duì)微波功率均衡器的原理、分類和研究現(xiàn)狀以及熱驅(qū)動(dòng)

2、式RFMEMS開關(guān)的基本概念進(jìn)行了調(diào)研，在此基礎(chǔ)上最終完成了以下工作:
　　一、基于低駐波共面波導(dǎo)微波均衡器的設(shè)計(jì)思想以及理論，提出了可重構(gòu)微波均衡器和RFMEMS開關(guān)各類模型及相關(guān)解析公式，利用上述理論模型分別計(jì)算出上升，下降和凸起三種不同均衡曲線對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，在此基礎(chǔ)上，提出了另一組可重構(gòu)微波均衡器結(jié)構(gòu)，即通過多個(gè)開關(guān)控制接入枝節(jié)線上的負(fù)載電阻，建立同一種形狀均衡曲線最大衰減量的可重構(gòu)模型。
　　二、根據(jù)上述理論分析，

3、設(shè)計(jì)了一系列符合不同均衡曲線的微波均衡器。在保證微波均衡器結(jié)構(gòu)相似，滿足低駐波，小型化等性能指標(biāo)的前提下，利用ADS、HFSS等三維電磁軟件模擬并進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，最終使得不同形狀均衡曲線的微波均衡器可以通過RFMEMS開關(guān)進(jìn)行結(jié)構(gòu)融合。通過電壓控制RFMEMS開關(guān)的閉合，改變枝節(jié)長(zhǎng)度，使得微波均衡器在20GHz～24GHz頻段內(nèi)實(shí)現(xiàn)不同形狀的均衡曲線，從而實(shí)現(xiàn)微波均衡器衰減曲線形狀可重構(gòu)，并達(dá)到S21在-1dB和-3dB之間，S11小于-

4、20dB的設(shè)計(jì)指標(biāo)。此外，針對(duì)寄生效應(yīng)的影響，還引入匹配結(jié)構(gòu)，使得微波均衡器S21最大值可以全部大于-1dB。
　　三、根據(jù)形狀可重構(gòu)微波均衡器的理論基礎(chǔ)和仿真模型，在ADS和HFSS軟件中分別模擬了上升、下降和凸起三種形狀曲線最大衰減量可重構(gòu)的微波均衡器模型，對(duì)于同一種形狀的曲線，可以通過兩個(gè)開關(guān)控制實(shí)現(xiàn)四種不同的最大衰減量，S21最小值分別大約為-7.5dB、-6.5dB、-6.0dB和-5.5dB，即最大衰減量依次相差約0.