RF MEMS開關(guān)作為MEMS器件中最為重要的元件之一,是構(gòu)成MEMS濾波器、諧振器、可變電容和移相器的基礎(chǔ)器件,在雷達系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、無線電通信和儀器儀表中具有巨大的應(yīng)用價值。針對現(xiàn)有RF MEMS開關(guān)存在的驅(qū)動電壓高、響應(yīng)速度慢和高頻段射頻性能差等問題,本文提出了一種基于復(fù)合薄膜新型壓電驅(qū)動RF MEMS開關(guān)。本論文主要工作可以總結(jié)如下:1.依據(jù)新興材料石墨烯、鈦酸鉍鈉和形狀記憶聚合物的優(yōu)良特性和壓電驅(qū)動原理,提出了一種基于復(fù)合薄膜新型路壓電驅(qū)動RF MEMS開關(guān),并詳細描述了該RF MEMS開關(guān)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。利用薄板彎曲小撓度理論分析計算了復(fù)合薄膜單位面積上的所承受的壓電驅(qū)動力,選取了RF MEMS開關(guān)各個結(jié)構(gòu)的材料類型,并計算了開關(guān)復(fù)合薄膜的力學(xué)性能參數(shù)。通過仿真分析表明:該RF MEMS開關(guān)可以實現(xiàn)10.5V的低驅(qū)動電壓;1.8μs的閉合時間和1.75μs的釋放時間;在0.1⁶0GHz范圍內(nèi),開關(guān)的插入損耗小于0.6dB;隔離度在諧振頻率50GHz處高達-47dB;開關(guān)的電容比為116。2.對RF MEMS開關(guān)的驅(qū)動電壓和響應(yīng)時間（閉合時間和... 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

歐姆接觸式RFMEMS開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖

就能夠?qū)崿F(xiàn)開關(guān)的閉合，從而在很大程度上可以避免因可動膜橋周期性工作而產(chǎn)生的機械疲勞損失等問題，開關(guān)可靠性高，壽命長，是最為熱門的一類 RF MEMS 開關(guān)。圖1.2 電容耦合式 RF MEMS 開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖

下彎曲運動，進而實現(xiàn)開關(guān)的閉合。當撤掉外界驅(qū)動電壓后，懸臂梁又會通過自身彈性恢復(fù)力回彈到初始位置，開關(guān)處于斷開狀態(tài)。圖1.3 壓電驅(qū)動機制原理圖壓電驅(qū)動RF MEMS開關(guān)的優(yōu)點是穩(wěn)定性相對較好，驅(qū)動接近線性，響應(yīng)速度快，功耗低，而且不會發(fā)生電荷累積現(xiàn)象，能夠同時具有大的極板間距和低的驅(qū)動電壓[20]。但壓電驅(qū)動器的技術(shù)和工藝較為復(fù)雜，從而限制了其應(yīng)用范圍。(3) 熱驅(qū)動方式熱驅(qū)動RF MEMS開關(guān)的基本原理是通過開關(guān)結(jié)構(gòu)中驅(qū)動材料的熱膨脹效應(yīng)來實現(xiàn)開關(guān)的閉合與斷開[24]。常見的激光、化學(xué)反應(yīng)、微波和電都可以作為熱源，而最常用的熱驅(qū)動方式是電熱驅(qū)動。電熱驅(qū)動的基本原理是利用電阻內(nèi)的電流產(chǎn)生熱量，進而使得溫度升高引起熱膨脹。典型的電熱驅(qū)動 RF MEMS 開關(guān)結(jié)構(gòu)如圖 1.4 所示，懸臂梁上表面粘接有電阻層，當給電阻層的左右兩端施加特定電壓后，電阻層內(nèi)部便會有電流流動

【參考文獻】：
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本文編號：3613356