射頻與微波電路 課件 【ch07】RF MEMS 開關(guān)和移相器

RFMEMS開關(guān)和移相器第七章射頻與微波電路工業(yè)和信息化部“十四五”規(guī)劃教材RFMEMS器件的力學(xué)模型0101RFMEMS開關(guān)的機(jī)械性能開啟電壓。響應(yīng)時(shí)間。開啟電壓是一個(gè)閾值電壓，在該電壓下，懸臂梁因靜電力作用會(huì)下拉至信號(hào)電極上，因此也稱為下拉電壓，在RFMEMS開關(guān)中是一個(gè)非常重要的性能指標(biāo)。開關(guān)的響應(yīng)時(shí)間也稱為開關(guān)速度。響應(yīng)時(shí)間由開關(guān)時(shí)間和釋放時(shí)間組成。驅(qū)動(dòng)電極加上偏置電壓后，開關(guān)上的接觸金屬區(qū)從初始位置下拉到信號(hào)電極所需的時(shí)間稱為開關(guān)時(shí)間。開關(guān)壽命。開關(guān)壽命是指開關(guān)在正常工作環(huán)境下能夠經(jīng)過下拉和回復(fù)的完整循環(huán)的最少開關(guān)次數(shù)。01RFMEMS開關(guān)的機(jī)械性能01RFMEMS開關(guān)的機(jī)械性能02靜態(tài)特性分析02靜態(tài)特性分析02靜態(tài)特性分析02靜態(tài)特性分析03動(dòng)態(tài)特性分析03動(dòng)態(tài)特性分析03動(dòng)態(tài)特性分析03動(dòng)態(tài)特性分析RFMEMS開關(guān)的電磁模型0201MEMS電容并聯(lián)開關(guān)的電磁模型01MEMS電容并聯(lián)開關(guān)的電磁模型01MEMS電容并聯(lián)開關(guān)的電磁模型01MEMS電容并聯(lián)開關(guān)的電磁模型01MEMS電容并聯(lián)開關(guān)的電磁模型02MEMS電容串聯(lián)開關(guān)的電磁模型圖7.4給出了常見的MEMS電容串聯(lián)開關(guān)(以下簡(jiǎn)稱“MEMS串聯(lián)開關(guān)”)的結(jié)構(gòu)及等效電路，開關(guān)的尺寸定義和并聯(lián)開關(guān)一樣。02MEMS電容串聯(lián)開關(guān)的電磁模型02MEMS電容串聯(lián)開關(guān)的電磁模型02MEMS電容串聯(lián)開關(guān)的電磁模型RF

MEMS移相器0301反射線型移相器將3dB耦合器與反射線型移相器一起使用，形成一種“傳輸型”移相器，如圖7.6所示。因?yàn)閷?duì)于每個(gè)不同的相位位，耦合器的終端為不同的電抗，所以N位反射線型移相器的帶寬比標(biāo)準(zhǔn)502耦合器的帶寬窄得多，并且?guī)捙c相移有關(guān)。通常使用Lange耦合器實(shí)現(xiàn)相對(duì)較寬的帶寬及較小的空間占用。02開關(guān)線型移相器開關(guān)線型移相器能夠使用串聯(lián)或并聯(lián)單刀雙擲開關(guān)來制作。由于MEMS開關(guān)的隔離度高，在串聯(lián)開關(guān)線型移相器中，每一位由3個(gè)開關(guān)來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)楦綦x度很高，所以串聯(lián)開關(guān)線型移相器不會(huì)像二極管和FET開關(guān)鎖實(shí)現(xiàn)的移相器一樣出現(xiàn)S?1回波，并且如果開關(guān)靠近T型轉(zhuǎn)接頭，則移相器會(huì)有很寬的帶寬(DC～50GHz)。02負(fù)載線型移相器負(fù)載線型移相器早在20世紀(jì)60年代和70年代就已有廣泛研究，其基本原理是用兩種不同的阻抗來作為傳輸線負(fù)載，并使用匹配網(wǎng)絡(luò)來保證在兩種負(fù)載條件下移相器都能和Zo匹配。