本文關(guān)鍵詞：相控陣天線用4位分布式MEMS移相器研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：相控陣天線具有掃描速度快、波瓣控制靈活等優(yōu)點(diǎn),其顯著的技術(shù)特點(diǎn)和難以估量的潛在優(yōu)勢(shì)使其成為雷達(dá)、衛(wèi)星等現(xiàn)代通信系統(tǒng)的研究重點(diǎn)。移相器作為相控陣天線中的重要部件,通過控制相位來改變天線方向圖最大值或副瓣電平等參數(shù)的指向,決定著相控陣天線的性能。微機(jī)電系統(tǒng)(Micro Electro-Mechanical System,MEMS)具有微型化、集成化、成本低、可大批量生產(chǎn)的特點(diǎn),能夠?yàn)橄嗫仃囂炀�的小型化和高性能化發(fā)展提供技術(shù)支撐。MEMS移相器具有體積小、損耗少、能耗低等優(yōu)勢(shì),不斷優(yōu)化適用于相控陣天線的MEMS移相器的精度、損耗等性能參數(shù)是MEMS移相器研究問題所在。本文以適用于X波段微小型相控陣天線的4位分布式移相器為研究對(duì)象,分析了分布式移相器工作原理和等效電路,根據(jù)經(jīng)典理論得到該移相器的結(jié)構(gòu)尺寸及電學(xué)參數(shù)。通過有限元法對(duì)其電磁性能、機(jī)械性能進(jìn)行分析,通過調(diào)整移相器的結(jié)構(gòu)尺寸降低單元結(jié)構(gòu)的損耗。對(duì)其等效電路模型進(jìn)行仿真,優(yōu)化經(jīng)典理論得到的電學(xué)參數(shù),提高移相精度,最終得到適用于微小型相控陣天線并符合設(shè)計(jì)要求的MEMS分布式移相器。在8-12GHz內(nèi),其反射損耗平均值為-15dB,插入損耗平均值為-0.6dB,移相誤差平均值為1.5°,0-360°范圍內(nèi)最小移相誤差為0.9°,驅(qū)動(dòng)電壓為32V,響應(yīng)時(shí)間是1.6μs。在仿真的基礎(chǔ)上,對(duì)分布式MEMS移相器的工藝流程進(jìn)行設(shè)計(jì),完成了掩膜版的設(shè)計(jì)與制作。對(duì)關(guān)鍵工藝進(jìn)行研究,針對(duì)大面積銅膜剝離困難的情況,添加腐蝕停層來解決該問題,在電阻率大于10000Ω·cm的高阻硅片上,實(shí)現(xiàn)了分布式MEMS移相器。測(cè)試結(jié)果表明,所制作的移相器在移相22.5°時(shí),誤差為1°,在移相45°時(shí)誤差為3°,反射損耗為-18.8dB,插入損耗為-2dB。
【關(guān)鍵詞】：MEMS 分布式 移相器 CPW 腐蝕停層
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN623;TN821.8
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第1章 緒論13-25
• 1.1 本論文研究的目的和意義13-19
• 1.2 分布式MEMS移相器的研究現(xiàn)狀19-23
• 1.3 論文主要工作和結(jié)構(gòu)安排23-25
• 1.3.1 論文的主要工作23-24
• 1.3.2 論文的結(jié)構(gòu)安排24-25
• 第2章 DMTL移相器的理論分析和設(shè)計(jì)25-37
• 2.1 DMTL移相器的工作原理25-27
• 2.2 CPW傳輸線理論27-28
• 2.3 設(shè)計(jì)指標(biāo)要求28-29
• 2.4 CPW傳輸線設(shè)計(jì)29-30
• 2.5 DMTL移相器單元結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)30-35
• 2.5.1 布拉格頻率的選擇30
• 2.5.2 DMTL移相器電學(xué)參數(shù)的計(jì)算30-32
• 2.5.3 DMTL移相器結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算32-33
• 2.5.4 驅(qū)動(dòng)電壓的理論計(jì)算33-35
• 2.6 DMTL移相器設(shè)計(jì)流程及整體結(jié)構(gòu)35-36
• 2.7 本章小結(jié)36-37
• 第3章 DMTL移相器仿真與優(yōu)化37-52
• 3.1 CPW傳輸線仿真37-39
• 3.2 DMTL移相器單元結(jié)構(gòu)的S參數(shù)仿真39-44
• 3.3 DMTL移相器的等效級(jí)聯(lián)電路仿真44-49
• 3.3.1 DMTL移相器的集總參數(shù)模型45-46
• 3.3.2 DMTL移相器的等效級(jí)聯(lián)電路S參數(shù)仿真46-48
• 3.3.3 DMTL移相器的等效級(jí)聯(lián)電路移相度數(shù)及誤差仿真48-49
• 3.4 DMTL移相器的開啟應(yīng)力及響應(yīng)時(shí)間仿真49-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 第4章 DMTL移相器的制作52-71
• 4.1 DMTL移相器工藝設(shè)計(jì)流程52-56
• 4.2 DMTL移相器版圖設(shè)計(jì)56-58
• 4.3 DMTL移相器的工藝實(shí)現(xiàn)58-67
• 4.4 DMTL移相器的測(cè)試67-70
• 4.5 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-73
• 參考文獻(xiàn)73-78
• 致謝78-79
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單79

【相似文獻(xiàn)】

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9 劉sチ

本文編號(hào)：487049