周期性介质层结构rf-mems开关设计

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1、国内图书分类号：TN432工学硕士学位论文周期性介质层结构RF-MEMS开关设计硕士研究生：吴蕊导师：宋明歆申请学位级别：工学硕士学科、专业：集成电路工程所在单位：应用科学学院答辩日期：2015年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：TN432DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRF-MEMSSwitchDesignBasedonPeriodicalDielectricLayerCandidate：WuRuiSupervisor：S

2、ongMingxinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：IntegratedCircuitEngineeringDateofOralExamination：March,2015University：HarbinUniversityofScienceandTechnology周期性介质层结构RF-MEMS开关设计摘要随着通信技术的发展，传统的开关不能满足人们日益增长的需求，此时，射频微机电系统开关映入人们的眼帘，RF-MEMS开关相对于传

3、统开关的巨大优势，使人们认识到进一步研究RF-MEMS开关性能的必要性。但现有的RF-MEMS开关由于介质层结构单一，存在回波损耗较大、传输效率低等问题，阻碍了RF-MEMS开关的进一步发展。因此本论文基于周期性的介质层结构，设计了一种新型RF-MEMS开关，该开关具有传输效率高等优点，能够满足实际应用的需要。本文首先介绍了RF-MEMS开关的基本原理，主要的技术指标，并给出了周期性介质层结构RF-MEMS开关的主要制备流程。然后利用CST软件仿真分析射频开关使用不同介质层材料及不同结构时，开关的信号传输效

4、率。并对周期性介质层结构RF-MEMS开关主要性能参数进行建模，建立开启时间及下落速度模型，运用Matlab研究开关性能结构参数对两种模型的影响，最后建立一维集总电路模型，分析微波性能参数的影响因素。研究发现：基于周期性介质层结构的RF-MEMS开关与单一介质材料的电介质层相比具有用更好的信号传输效率。而且当T=50μm时，RF-MEMS开关具有最佳的信号传输效率。选择高频下脉冲偏置电压，可有效提高RF-MEMS开关可靠性。在满足驱动电42压及可靠性要求情况下，极板间距离选择2μm，有效面积取值3×10μm

5、，凹槽深度为5μm，介质层结构为周期性结构，开关回波损耗可达-28.13dB，插入损耗为-0.54dB。关键词周期性介质层结构；隔离度；插入损耗；回波损耗-I-RF-MEMSSwitchDesignBasedonPeriodicalDielectricLayerAbstractWiththedevelopmentofcommunicationtechnology,thetraditionalswitchcan’tsatisfythepeopleincreasingrequirement.Atthistime

6、,theMEMSswitchcomestothepeople’sdailylife.Duetothebigadvantagesrelativetothetraditionalswitch,peoplerealizethatthenecessityoffurtherstudyingtheperformancesoftheRF-MEMSswitch.ThecurrentMEMSswitchhassinglestructure.Besides,theswitchhasbigreturnwavelossandlow

7、transmissionefficiency,whichrestrictthedevelopmentoftheRF-MEMSswitch.Thispaperadoptsperiodicstructureswitch,whichhascharacteristicofhightransmissionefficiencyandsatisfytherealityrequirement.ThispaperfirstlydiscussestheRF-MEMSswitchbasictheoryandmaintechnic

8、alindex.Thefabricationprocessisgiven.TheCSTsoftwareisusedtoanalyzethesignaltransmissionefficiencywhentheswitchstructureadoptsdifferentdielectriclayerandstructure.Besides,thispaperconstructedthemathmodelbasedo