移相器用电磁型集成双稳态RF MEMS开关-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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移相器用电磁型集成双稳态RF MEMS开关

项目名称：移相器用电磁型集成双稳态RF MEMS开关
项目类别：联合基金项目
批准号：10377009
申请代码：A02
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2004-01-01-2006-12-31

项目负责人：丁桂甫
负责人职称：教授
依托单位：上海交通大学
批准年度：2003

中文摘要：

微波移相器广泛应用于相控阵雷达和卫星通讯领域，基于微机电系统技术的MEMS移相器，具有损耗低、功耗小等突出特点，能够显著降低相控阵T/R单元的功耗，简化设计。MEMS移相器的优点源于MEMS开关的优越性能，与传统的半导体开关相比，它的结构形式和工作原理决定了其拥有良好的高频特性，但是，驱动电压、共振频率和机械结构的寿命成为实用化的关键。现有的静电驱动为主的MEMS开关尤其如此，高驱动电压和相对脆弱

中文主题词：双稳态电磁微驱动器；ANSYS仿真设计；非硅基表面微加工技术

英文摘要：

Bistable microactuators;optimi

英文主题词： Bistable microactuators;optimi

结论摘要：

与传统固态开关如FETs和PIN相比，MEMS开关插入损耗低、隔离度高、功耗低。本课题面向射频移相器应用研制了一种新型电磁驱动RFMEMS开关。其由双稳态微驱动器、触点和共面波导传输线三个部分构成，其中微驱动器由两端固定的扭梁支撑双悬臂梁为机械摆动骨架，通过由永磁体、下磁路和平面线圈组成的电磁回路驱动。悬臂梁、扭梁和下磁路由软磁材料制成，借助永磁体实现悬臂梁的无功耗姿态保持，姿态转换通过改变磁路中平面线圈的电流方向完成。其与共面波导传输线创新设计相结合，形成了RF MEMS开关的整体设计。针对上述设计，利用ANSYS软件，系统开展了驱动器结构优化、动态特性仿真、模态分析、电磁分析、电磁机械耦合场分析、双稳态工作机制优化和共面波导传输线分析等一系列仿真优化设计工作，确定了一系列创新的结构形式和基本参数，并在此基础上，通过系统性单项工艺开发和工艺整合试验，建立了包括四十多道工艺步骤的集成制造工艺流程，成功研制了集成化RF MEMS开关原型器件。表征结果显示该器件具有良好的动态响应特性和双稳态工作机制，插入损耗低。尝试性应用设计表明，该器件具有在微波移相器中使用并发挥良好作用的潜力。

成果综合统计