RF+MEMS开关以及与其结合的可重构天线设计分析

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1、华东师范大学硕士学位论文RFMEMS开关以及与其结合的可重构天线设计分析姓名：张逸珺申请学位级别：硕士专业：无线电物理指导教师：朱守正20070401论文摘要电控可重构天线技术是近些年新出现的天线技术．电控可重构天线能够以非机械的方式来改变其电参数，如辐射方向图、工作频带、输入阻抗、极化方式等等。多频段多模式的电控可重构天线可以取代原先一个平台上的多个天线，减少天线系统的成本、空间和重量。RFHEMS开关由于其尺寸小、分量轻、低损耗、高隔离而在无线通信领域有着广泛的应用前景。分形天线由于其自然形成的形状、在天线领域的应用中可实现多频特性的优势成为目前的研究热点。这两者相结合所形成

2、的可重构天线，通过改变开关的工作状态改变天线的工作区域，可以实现多频特性。论文首先对射频微波HENS开关发展和研究现状，分形天线的概念和意义做了介绍．分析了国内外电控可重构天线的研究现状。其次，本文对并联电容式和串联接触式RFHEMS开关分别做了设计和仿真。确定了开关的关键尺寸，讨论了这些尺寸对开关性能的影响，使用高频电磁场分析软件HF胬对两种开关分别进行1-40GHz的微波性能的对比分析．接下来通过开关的s参数计算、拟合分别得到两种开关的等效电路，并且使用ADS软件通过开关的等效电路开关在c波段和x波段的RLC等效参数．论文还提出了使用BST薄膜作为隔离材料，并且讨论了分别使用

3、氮化硅和BST薄膜材料对并联式电容型HEMS开关隔离度的影响．论文设计了完整详细的接触式开关制作工艺流程，并且探讨了生长牺牲层、刻蚀等关键工艺步骤，给出了具体的制备条件，对工艺材料的选择也做了讨论。最后论文讨论了分形天线的多频性能。分析了采用Sierpinski分形为基础、不同迭代次数、不同夹角大小所引起的分形天线的频带特性。采用前文确定的接触式RFHEMS开关与天线构成可重构天线，就不同的开关工作状态所产生的不同的天线的工作特性进行了仿真。并且提出了等效电路仿真法，对传统的结合胙HEMS开关的可重构天线仿真做了改进。关键词：RFMEMS开关，分形天线，Sicrpinski三角，

4、BsT材料，多频Inrecentyea璐，趾innovativeelectronicrcconfigurablcantenna(ERA)teelmologyhasbeenputforward．11”optimizedeleCU'OlliCreeonfigurableantelanaisan哪andpromisingareaofantcnuadesignthataltelstlael∞vantennaclemeritproperties(radiationpattern,polarization,radarClrO鹋section,tuning,andinputimpeda．eo)

5、inanon-mechanicalbutcontrolledmaDntelr．ItisveryimportantandsignificantthataIlIUlti．bandandmulti-modeclectronicreeonfigurablcantennacansubstituteseveralantennas,wlaielahaycbeenused011SOlncplatforms,espeeiaUvspacebasedplatforms,bcalufletlacsubstitutionc趾reducethesize,weight,andCOstoftheplatform

6、．Attlae锄etime．RFMEMSswitelahasfounditsgreatapplicationinthealrCaofwirelesscommunicationsduetoitssmallsize,lightweight,lowpOWClt"eonstmaptionandhi曲isolation．Duetoitsnature-formedshapeandwellapplication,fraetalantennahasbeenahotpointinrecentresearch．WhellthefraetalAntennaeombinedwithRFMEMSswitc

7、hes,theworking丘eldofthealltcnnawillbechangedandwillgivetheantctmaamulti．freclueneycharacteristic．Firstly,thethesisanalyzesthestatesin(1UOoftheresearchoncleetroniereeonfigurablcantennaandRFM匣MSswitches．$eeondly，tlackeymc{lSUlt'clncntsandtheela