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MEMS可重构定向耦合器的研究

作　者: 林鑫
导　师: 廖斌
学　校: 华东师范大学
专　业: 无线电物理
关键词: 不对称平行耦合线 MEMS开关介质加载可重构定向耦合器
分类号: TN622
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本论文根据不对称耦合线特性、RF MEMS开关、耦合线介质加载技术和基于MEMS开关的可重构定向耦合器进行研究。近年来,由于高性能MEMS开关的出现,使可重构微波器件吸引了越来越多的注意,例如MEMS可重构微带天线、MEMS可重构微波滤波器等。但是对于微波系统中MEMS可重构定向耦合器的研究,特别是具有较强耦合度的平行线MEMS可重构定向耦合器的研究还比较欠缺。因此,本课题具有较高的研究价值和应用价值。首先,本论文对目前国内外可重构定向耦合器的研究状况进行了分析,总结和归纳。其次,根据不对称平行耦合线原理,提出一种基于MEMS开关的可重构定向耦合器结构。仿真结果表明,改变耦合线间距和耦合线宽度,可改变耦合线的耦合系数,从而实现可重构定向耦合器的功能。最后,根据耦合线介质加载技术原理,通过在平行耦合线上方加载介质和金属面,大大增加平行耦合线的耦合系数。研究表明,耦合系数可达到3dB,甚至超过3dB,使耦合端变成直通端,而原来直通端变成耦合端,从而实现了耦合端端口可调。最终设计得到的定向耦合器可以工作在4种状态,其S31值分别是:—3.5dB,—3.18dB,—3.01dB,—2.63dB,而尺寸仅为10.2~*31.6mm~2。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-11
第一章绪论  11-16
  1.1 概述  11-12
  1.2 MEMS可重构定向耦合器的研究进展以及现状  12-14
  1.3 本论文的主要研究工作及创新之处  14-16
第二章微带定向耦合器基本理论  16-25
  2.1 概述  16
  2.2 耦合微带线的设计原理  16-22
    2.2.1 概述  16-17
    2.2.2 耦合线理论与奇偶模分析方法  17-21
    2.2.3 耦合微带线特性  21-22
  2.3 定向耦合器的基本技术参数  22-25
    2.3.1 概述  22
    2.3.2 定向耦合器的S参量  22-23
    2.3.3 定向耦合器的技术参数  23-25
第三章 RF MEMS开关理论  25-37
  3.1 MEMS技术和RF开关理论  25-27
  3.2 RF MEMS开关基本原理  27-33
    3.2.1 开关设计的关键尺寸  28-29
    3.2.2 串联电阻接触型MEMS开关  29-31
    3.2.3 并联电容式MEMS开关  31-33
  3.3 悬臂梁式MEMS开关设计与工艺制作  33-36
    3.3.1 悬臂梁式开关的设计  33-34
    3.3.2 悬臂梁式开关的工艺制作  34-36
  3.4 本章小结  36-37
第四章 MEMS可重构平行线定向耦合器  37-44
  4.1 概述  37
  4.2 MEMS不对称平行耦合线  37-40
    4.2.1 概述  37-38
    4.2.2 MEMS不对称平行耦合线结构和理论分析  38-40
  4.3 MEMS可重构耦合线结构  40-43
    4.3.1 概述  40
    4.3.2 MEMS可重构耦合线结构设计  40-41
    4.3.3 MEMS可重构耦合线仿真分析  41-43
  4.4 小结  43-44
第五章介质加载MEMS可重构定向耦合器  44-61
  5.1 概述  44
  5.2 介质加载耦合线  44-49
    5.2.1 介质加载耦合线结构以及等效电路  44-48
    5.2.2 介质加载定向耦合器仿真分析  48-49
  5.3 MEMS可重构介质加载定向耦合器  49-61
    5.3.1 MEMS可重构介质加载定向耦合器结构  49-50
    5.3.2 MEMS可重构介质加载定向耦合器性能分析  50-59
    5.3.3 MEMS可重构定向耦合器最终版图以及仿真结果  59-61
第六章总结与展望  61-63
  6.1 本论文总结  61
  6.2 展望  61-63
作者研究生期间发表的论文  63-64
致谢  64-65
参考文献  65-67

MEMS可重构定向耦合器的研究

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